Question

在“验证机械能守恒定律”这一学生实验中，质量为1kg的重锤自由下落，打出的纸带如图所示，P、A、B、C、为打点计时器打出的点，其中P为打出的第一个点．已知交流电源频率为50Hz．PA=3.14cm  PB=4.90cm  PC=7.06cm
（1）、实验中，下列测量工具属必需的是

③

①秒表              ②天平            ③刻度尺            ④弹簧秤
（2）、从起点P点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少

0.49

J，它的动能增加

0.48

J．（请保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）首先明确实验原理，确定实验需要测量的物理量，则可进一步知道实验所需要的器材．
（2）利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．

解答：解：（1）在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，
由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，也不需要弹簧秤．
同时实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺．
故选③
（2）重物由p点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△E_p=mgh=1.0×10×0.049 J=0.49J．
利用匀变速直线运动的推论：
v_B=

xAC

tAC

=0.98m/s
E_KB=

1

2

mv²=0.48J
故答案为：（1）③
（2）0.49、0.48．

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据等，会起到事半功倍的效果．
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
要注意单位的换算和有效数字的保留．