Question

16．某班同學(xué)利用圖1所示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法中，正確的有AD
A．選用重物時(shí)，應(yīng)選密度大，體積小的，以減少空氣阻力的影響
B．選用重物時(shí)，必須要稱出它的質(zhì)量
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在松開紙帶讓重物下落的同時(shí)接通電源
D．若紙帶上開頭打出的幾點(diǎn)模糊不清，也可設(shè)法用后面清晰的點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證
E．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時(shí)間t，通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度．
F．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算出瞬時(shí)速度．
（2）圖2為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn)．分別測出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C…與O點(diǎn)之間的距離h₁、h₂、h₃…．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重物質(zhì)量為m，重力加速度為g，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中所測得的h₁、h₂、h₃，可得打B點(diǎn)時(shí)，重物增加的動(dòng)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(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎�道自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證；
（2）由平均速度方法可求得B點(diǎn)的速度，則可求得動(dòng)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用密度較大、體積較小的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣可以減小空氣阻力帶來的影響；故A正確；
B、實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量可以消去，故不需要測量質(zhì)量；故B錯(cuò)誤；
C、在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先開電源，再松手讓紙帶下落；故C錯(cuò)誤；
D、若前面的點(diǎn)模糊不清，可以用后面的清晰的點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證；故D正確；
E、該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎�道自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證呢．其中ABC三項(xiàng)都是運(yùn)用了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的，故EF錯(cuò)誤；
故選：AD．
（2）由平均速度可知，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，
則重物動(dòng)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(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，驗(yàn)證重力勢能的減小量與動(dòng)能的增加量是否相等．以及知道通過求某段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度．