Question

8．在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
（1）实验中动能的增加量略小于重力势能的减少量，其主要原因是C
A、重物下落的实际距离大于测量值
B、重物下落的实际距离小于测量值
C、重物下落受到阻力
D、重物的实际末速度大于计算值
（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm，那么应该选用乙同学的纸带最为理想，一定存在操作误差的同学是丙，可能的错误原因是先释放重物，后接通电源．
（3）如图所示，有一条纸带，各点距A点的距离分别为d₁，d₂，d₃，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g，要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒，则B点的速度表达式为v_B=$\frac{{d}_{2}}{2T}$，

（4）若B点和G点的速度v_B、v_G以及BG间的距离h均为已知量，则当满足v_G²-v_B²=2gh时，物体的机械能守恒．

Answer 1

分析 （1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=$\frac{1}{2}$gT2≈2mm，由此可得出正确结果．
（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以得出B、G两点的瞬时速度大小，根据功能关系可得出正确表达式．

解答 解：（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量，故ABD错误，C正确．
故答案为：小于；C．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=$\frac{1}{2}$gT²≈2mm，由此可知乙同学的纸带最为理想，丙同学所得出的纸带，开始两点之间的距离明显大小2mm，着说明他在操作过程中开始打点时，纸带已经具有了速度，可能原因是先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
故答案为：乙，丙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B、G两点的瞬时速度大小分别为：
v_B=$\frac{{d}_{2}}{2T}$
v_G=$\frac{{d}_{7}-{d}_{5}}{2T}$
根据功能关系有：mgh=$\frac{1}{2}$mv_G²-$\frac{1}{2}$mv_B²
即有：v_G²-v_B²=2gh．
故答案为：（1）C（2）乙、丙、先释放重物，后接通电源（3）$\frac{{d}_{2}}{2T}$（4）v_G²-v_B²=2gh

点评 回答实验问题的关键是明确实验原理，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．