Question

3．在“验证机械能守恒定律”的实验中．

（1）下列器材中不必要的是BC（只需填空字母代号）
A．重物               B．直流电源                  C．天平                            D．刻度尺
（2）实验中得到一条纸带如图，把第一个点（初速为零）记作0点，测出0、A间的距离为68.97cm，A，C间距离为15.24cm，C，E间距离为16.76cm，当地重力加速度g=9.8m/s²，重物质量m=1.0kg，打点周期为0.02秒，则打点计时器在打0点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为8.00J，重力势能减少量为8.25J．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理可知，该实验不需要测量物体质量，因此不需要天平，且使用交流电源．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的瞬时速度，从而得出C点的动能，知道重锤动能的增加量．根据重力做功求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）根据重物下落过程中机械能守恒的表达式可知，物体的质量可以约掉，因此本实验中不需要天平；
且打点计时器使用的交流电源，故AD错误，故BC正确．
（2）C点的速度等于AE段的平均速度，v_C=$\frac{15.24+16.76}{4×0.02}×1{0}^{-2}$ m/s=4m/s，
则动能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}$×1×16J=8.00J；
重力势能的减小量△E_p=mgh=9.8×（68.97+15.24）×10-2=8.25J．
故答案为：（1）BC；（2）8.00，8.25．

点评 利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．要注意单位的换算和有效数字的保留．解决本题的关键掌握动能变化量和重力势能的变化量的求法，能够灵活运用运动学推论进行求解．