Question

2．关于“验证机械能守恒定律”的实验．
（1）下列器材中不必要的是C（只需填字母代号）．

A．重物

B．纸带

C．天平

D．电源

（2）如图2是实验得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是B（已知T是交流电的周期）．
A：v_N=gNT
B：v_N=$\frac{{d}_{n+1}-{d}_{n-1}}{2T}$
（3）在（2）中若采用A选项的算法，可预判物体减小的重力势能略小于（选填“略大于”、“略小于”、“等于”）物体增加的动能．
（4）在（2）中若采用B选项的算法，可预判物体减小的重力势能略大于（选填“略大于”、“略小于”、“等于”）物体增加的动能．
（5）正确操作步骤，某同学对实验中获取一条比较理想的纸带进行分析，计算了多组动能的变化量△E_k和对应下落过程重力势能的变化量△E_p的关系图象，在实验误差允许的范围内，得到△E_k-△E_p的图应是下列所示B．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定不需要的器材．
（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解瞬时速度的大小．
（3、4）根据功能关系比较重力势能的减小量和动能增加量大小关系．
（5）根据机械能守恒得出动能变化量和重力 势能变化量的关系，从而确定正确的图线．

解答 解：（1）验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要天平，故选；C．
（2）实验中运用某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解瞬时速度，不能根据v=gt求解，若用v=gt求解瞬时速度，则用机械能守恒验证机械能守恒，失去验证的意义，故选：B．
（3）在（2）中若采用A选项的算法，将重锤的运动看成自由落体运动，这是一种理想的情况，重锤得到的速度较大，可预判物体减小的重力势能略小于物体增加的动能．
（4）在（2）中若采用B选项的算法，由于重锤下落过程中克服阻力做功，产生内能，因此物体减小的重力势能略大于物体增加的动能．
（5）由于机械能守恒，重力势能的减小量等于动能的增加量，△E_k-△E_p的图为过原点的倾斜直线，故选：B．
故答案为：（1）C（2）B （3）略小于    （4）略大于  （5）B．

点评 要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚，同时我们要加强物理基本规律在实验中的应用．