Question

10．“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示采用重物自由下落的方法：
（1）實驗中，下面哪種測量工具是必需的C．
A．天平   B．直流電源   C．刻度尺    D．秒表
（2）已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，實驗中選取一條符合實驗要求的紙帶如圖2所示，O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點．由此求得打B點時重物的速度v_B=1.92m/s．（結果保留三位有效數(shù)字）
（3）實驗發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是：克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功．

Answer 1

分析 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
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點的瞬時速度．
由于要克服空氣阻力和摩擦阻力做功，所以重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能

解答 解：（1）在該實驗中，通過打點計時器來記錄重錘運動時間，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，不需要直流電源，同時實驗中需要刻度尺，故C正確．
（2）打B點重物速度v=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$ m/s=1.92 m/s
（3）實驗中，發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功．
故答案為：（1）C   （2）1.92（3）克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功

點評 紙帶問題的處理是力學實驗中常見的問題．在紙帶法實驗中，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，計算過程中要注意單位的換算