Question

15．（1）某同學用如圖1所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，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．與下落高度相對應的重錘的勢能
C．重錘下落的高度
D．與下落高度相對應的重錘的瞬時速度
（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，O為第一個點，A、B、C為相鄰的點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02s，長度單位是cm，取g=9.8m/s²，求：
a．打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=0.97m/s（保留兩位有效數(shù)字）；
b．從點O到打下計數(shù)點B的過程中，物體重力勢能的減少量△E_p=0.48J，動能的增加量△E_k=0.47J（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 據(jù)該實驗的實驗原理和實驗步驟分析即可；紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．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）該實驗中質(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點的瞬時速度，從而求出重力勢能的減少和動能的增加，故需用工具測量下落高度，計算得到下落的瞬時速度，故選：C
（2）a、利用勻變速直線運動的推論有：
v_B=$\frac{（0.0702-0.0313）m}{2×0.02s}$=0.97m/s
b、從點O到打下計數(shù)點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

點評 紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題．我們可以紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．