Question

15．（1）某同學(xué)用如圖1所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列物理量中需要且能夠直接測量的有C（填字母序號）．
A．重錘質(zhì)量
B．與下落高度相對應(yīng)的重錘的勢能
C．重錘下落的高度
D．與下落高度相對應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度
（2）質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一些列如圖2所示的點(diǎn)，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為相鄰的點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，長度單位是cm，取g=9.8m/s²，求：
a．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.97m/s（保留兩位有效數(shù)字）；
b．從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減少量△E_p=0.48J，動(dòng)能的增加量△E_k=0.47J（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟分析即可；紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量可以消掉，重力加速度已知，所以需要測量重物下落的高度和對應(yīng)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求出重力勢能的減少和動(dòng)能的增加，故需用工具測量下落高度，計(jì)算得到下落的瞬時(shí)速度，故選：C
（2）a、利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有：
v_B=$\frac{（0.0702-0.0313）m}{2×0.02s}$=0.97m/s
b、從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減少量為：
△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0486J=0.48J．
動(dòng)能的增加量為：
△E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.47J
故答案為：（1）C；（2）a.0.97；b.0.48，0.47

點(diǎn)評 紙帶問題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．