Question

16．某班同學利用圖1所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗．

（1）關(guān)于本實驗下列說法中，正確的有AD
A．選用重物時，應選密度大，體積小的，以減少空氣阻力的影響
B．選用重物時，必須要稱出它的質(zhì)量
C．實驗時，在松開紙帶讓重物下落的同時接通電源
D．若紙帶上開頭打出的幾點模糊不清，也可設法用后面清晰的點進行驗證
E．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度．
F．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計算出瞬時速度．
（2）圖2為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點．分別測出若干連續(xù)點A、B、C…與O點之間的距離h₁、h₂、h₃…．已知打點計時器的打點周期為T，重物質(zhì)量為m，重力加速度為g，結(jié)合實驗中所測得的h₁、h₂、h₃，可得打B點時，重物增加的動能為$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$，減少的重力勢能為mgh₂．

Answer 1

分析 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證；
（2）由平均速度方法可求得B點的速度，則可求得動能的改變量，根據(jù)mgh可求得的減小的重力勢能．

解答 解：（1）實驗中應選用密度較大、體積較小的物體進行實驗，這樣可以減小空氣阻力帶來的影響；故A正確；
B、實驗中質(zhì)量可以消去，故不需要測量質(zhì)量；故B錯誤；
C、在實驗中應先開電源，再松手讓紙帶下落；故C錯誤；
D、若前面的點模糊不清，可以用后面的清晰的點進行驗證；故D正確；
E、該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗證呢．其中ABC三項都是運用了自由落體的運動規(guī)律求解的，故EF錯誤；
故選：AD．
（2）由平均速度可知，B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，
則重物動能的增加量為$△{E}_{K}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$，重力勢能的減小量為△E_p=mgh₂．
故答案為：（1）AD； （2）$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$；mgh₂

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，驗證重力勢能的減小量與動能的增加量是否相等．以及知道通過求某段時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度．