Question

利用自由落體運動做驗證機械能守恒定律的實驗時：
（1）有下列器材可供選擇：
①鐵架臺 ②打點計時器 ③復(fù)寫紙 ④紙帶 ⑤低壓直流電源 ⑥天平 ⑦秒表 ⑧導(dǎo)線．
其中實驗中不必要的器材是    （填序號）；缺少的器材是    ．
（2）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，重物質(zhì)量為mkg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中0為第一個點，A、B、C為另外3個連續(xù)點，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由0點運動到B點，重力勢能少量△E_p=    J；動能增加量△E_k=    J；產(chǎn)生誤差的主要原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
紙帶實驗中，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．從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
解答：解：（1）實驗中不必要的器材是：⑤低壓直流電源，打點計時器使用的是交流電源，
 ⑥天平，因為我們是比較mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．
⑦秒表，通過打點計時器打出的點可以計算時間．
缺少的器材是：刻度尺，用來測量計數(shù)點間的距離；
重錘，用來做下落的研究對象．
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.7776J=7.62m．
利用勻變速直線運動的推論：
v_B=
動能增加量△E_k=mv_B²=7.59m．
產(chǎn)生誤差的主要原因是由于空氣阻力和打點計時器對紙帶的摩擦力使物體的機械能減少．
故答案為：（1）5、6、7；刻度尺、重錘．
（2）7.62m，7.59m，由于空氣阻力和打點計時器對紙帶的摩擦力使物體的機械能減少．
點評：紙帶問題的處理是力學(xué)實驗中常見的問題．我們可以紙帶法實驗中，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．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．