Question

15．如图甲所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置图．

（1）本实验中，下列器材中不必要的是ac．
a．天平    b．交流电源    c．秒表    d．打点计时器
（2）图乙为实验测得的一条纸带，其中O为纸带下落的起始点，T为图中相邻两点之间的时间间隔，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，其中最佳方法是D
A．通过v_N=gnF计算v_N
B．通过V_N=g（n-1）T计算v_N
C．用刻度尺量出图中的x_n和x_n+1，通过v_N=$\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$计算v_N
D．用刻度尺量出图中的d_n-1和d_n+1，通过v_N=$\frac{{d}_{n+1}-{d}_{n-1}}{2T}$计算v_N
（3）在（2）中若采用A选项的算法，那么物体增加的动能将略大于（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）减小的重力势能．

Answer 1

分析 根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材和不需要的器材．
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度．

解答 解：（1）验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，由于两端都有质量，可以约去，不需要天平．时间可以运用打点计时器测出，不需要秒表，故不需要的器材是：ac．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度，运用D选项的方法测量误差更小，故选：D．
（3）若采用A选项的方法计算出速度，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，可预判物体增加的动能略大于减小的重力势能．
故答案为：（1）ac，（2）D，（3）略大于．

点评 要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．