Question

1．利用图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．

（1）关于本实验，以下说法正确的是D．
A．必须用秒表测出重物下落的时间
B．打点计时器应连接直流电源
C．验证时，必须测量重锤的质量或重力
D．选择质量较大、体积较小的重锤可以减小实验误差
（2）此实验过程中机械能是否守恒，可以通过计算纸带打下两点的过程中，重锤减少的重力势能是否等于其增加的动能来验证．图2是实验中得到的一条纸带．O为重锤开始下落时记录的点，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，得到它们之间的距离分别为s_A、s_B、s_C．若重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．则在打下O点到B点的过程中，重力势能的减少量△E_p=mg（s_A+s_B），动能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{B}+{s}_{C}}{2T}）^{2}$．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（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B点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）A、打点计时器可以直接记录时间，不需要秒表测量时间，故A错误．
B、打点计时器应接4-6V的低压交流电源，故B错误．
C、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，质量可以约去，不需要测量质量，故C错误．
D、为了减小阻力的影响，选择质量较大、体积较小的重锤进行实验，故D正确．
故选：D．
（2）B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{{s}_{B}+{s}_{C}}{2T}$
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{B}+{s}_{C}}{2T}）^{2}$．
故答案为：（1）D；（2）$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{B}+{s}_{C}}{2T}）^{2}$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会根据下降的高度求解重力势能的减小量，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量．