Question

18．（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，重錘，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平．其中不必要的器材有：秒表，低壓直流電源，天平；缺少的器材低壓交流電源、刻度尺．
（2）某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s²，若重錘質量為1kg．打點計時器打出B點時，重錘下落的速度v_B=1.17m/s，重錘的動能E_kB=0.684J．從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量為0.691J．（結果保留三位有效數(shù)字） 由此而得出的實驗結論為在誤差允許的范圍內，機械能守恒．

Answer 1

分析 （1）首先明確實驗原理，確定實驗需要測量的物理量，則可進一步知道實驗所需要的器材．
（2）利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況．

解答 解：（1）在該實驗中，通過打點計時器來記錄物體運動時間，不需要秒表，打點計時器需要的是交流電源，因此低壓直流電源不需要，缺少低壓交流電源，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，同時實驗中缺少刻度尺．
故答案為：秒表、低壓直流電源、天平；低壓交流電源、刻度尺．
（2）由題可得：
v_B=$\frac{{S}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.125-0.0314}{4×0.02}$=1.17m/s
E_KB=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=0.684J
物體重力勢能減小量：mgh_D=0.691J；
由此而得出的實驗結論為：在誤差允許的范圍內，機械能守恒，
故答案為：（1）秒表、低壓直流電源、天平；低壓交流電源、刻度尺；
（2）1.17；0.684；0.691，在誤差允許的范圍內，機械能守恒．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．