Question

20．（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選擇：
A．鐵架臺  B．打點計時器  C．復寫紙  D．紙帶  E．低壓交流電源  F．天平  G．秒表  H．導線  I．電鍵  K．米尺  J．重錘，在該實驗中：上述器材不必要的是F、G．（只填字母代號）．
（2）質量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點如圖所示，O為第一個點，A、B、C為相鄰的點，相鄰計數點的時間間隔為0.02s，長度單位是cm，取g=9.8m/s²，求：
a．打點計時器打下計數點B時，物體的速度v_B=0.97m/s（保留兩位有效數字）；
b．從點O到打下計數點B的過程中，物體重力勢能的減少量△Ep=0.48J，動能的增加量△E_k=0.47J（保留兩位有效數字）．
（3）在該實驗中發(fā)現(xiàn)，由于系統(tǒng)誤差，重錘減小的重力勢能總是略大于重錘動能．

Answer 1

分析 通過實驗的原理出發(fā)，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材．
根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出B點的動能，根據下降的高度求出物體重力勢能的減小量，從而判斷機械能是否守恒

解答 解：（1）該實驗中，要有做自由落體運動的物體重錘；通過打點計時器來記錄物體運動時間，不需要秒表，由于驗證機械能公式中可以把物體質量約掉，因此不需要天平，同時實驗中缺少重物．
   （2）a、B點的速度${v}_{B}=\frac{oC-oA}{2T}$=0.97m/s，則B點的動能${E}_{KB}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=0.47J．
        重物重力勢能的減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.0486=0.48J．
   （3）重錘減小的重力勢能總是略大于重錘動能
故答案為（1）F、G  （2）0.97   0.48  0.47      （3）大于

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度