Question

16．為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中
（1）有下列器材可供選擇：
A． 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器   B．復(fù)寫紙  C．紙帶  D． 電源 E．天平  F．刻度尺 G．秒表   H．重錘
上述器材不必要的是EG（只填字母代號(hào)）．
（2）質(zhì)量m kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)如圖所示，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=0.48mJ，動(dòng)能的增加量△E_k=0.47mJ（用m表示，保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定不必要的器材．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平測量質(zhì)量．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接記錄時(shí)間，不需要秒表．故不必要的器材是：EG．
（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=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.02-3.13）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.97m/s．
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=mgh=m×9.8×4.86×10^-2J≈0.48mJ，動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×m×0.9{7}^{2}$J≈0.47mJ．
故答案為：（1）EG；（2）a、0.97；b、0.48m，0.47m．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．