Question

（1）圖（a）為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，現(xiàn)有的器材為：鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的重錘．為完成本實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有：

AC

（填入正確選項(xiàng)前的字母）

A．直尺    B．秒表    C.4～6V的交流電源    D.4～6V的直流電源
（2）在實(shí)驗(yàn)中，已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作周期T=0.02S，自由下落的重錘質(zhì)量m=2kg，如圖（b）所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)后選出的一條理想的紙帶，O點(diǎn)是打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C是在紙帶上取出的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，AB、BC間各有一個(gè)點(diǎn)未畫出．經(jīng)測得A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為：S₁=12.9cm，S₂=20.6cm，S₃=28.9cm，g=10m/s²，完成以下問題：（★本題中涉及到數(shù)值計(jì)算的，結(jié)果均得保留兩位有效數(shù)字）
①紙帶的

左

端與重錘連接（填左或右）．
②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=

2.0

m/s．
③從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重力勢能的減少量△E_P=

4.1

J，此過程中物體動(dòng)能的增量△E_K=

4.0

J．
④在此實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘重力勢能的減少量總是大于動(dòng)能的增量，其主要原因是因?yàn)樵谥劐N下落過程存在阻力作用，可以通過該裝置測定該阻力的大小．設(shè)重錘所受阻力大小F恒定，試用題目中所給物理量的符號(hào)表示出重錘所受阻力大小F=

mg-m

s3+s1-2s2

4T2

．（用m、T、g、S₁、S₂、S₃表示）

Answer 1

分析：1、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理，重錘下落損失的重力勢能等于其增加的動(dòng)能（在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)）；計(jì)算動(dòng)能時(shí)，需計(jì)算速度，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用交流電源．
2、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，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）通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，故不需要秒表．
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與交流電源連接．
需要刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離．
故選AC．
（2）①從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連．
②AB、BC間各有一個(gè)點(diǎn)未畫出．所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是t=2T=0.04s
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=

XAC

tAC

=2.0m/s．
③重力勢能減小量△E_p=mgh=2×9.8×0.206 J=4.1 J．
E_kB=

1

2

mv_B²=4.0  J．
④利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²
a=

xBC-xAB

t2

=

s3+s1-2s2

4T2

對(duì)重物運(yùn)用牛頓第二定律得：
mg-f=ma
f=mg-ma=mg-m

s3+s1-2s2

4T2

故答案為：（1）AC     （2）①左，②2.0，③4.1，4.0    ④mg-m

s3+s1-2s2

4T2

點(diǎn)評(píng)：考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理及所需的儀器．運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．