Question

16．某同学利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验
①有关重锤的质量，下列说法正确的有AC
A．应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C．不需要称量重锤的质量
D．必须称量重锤的质量．
②在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…．测得的S₁、S₂、S₃…是重锤从开始运动到各时刻的位移，当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为$\frac{m{{（s}_{5}-{s}_{3}）}^{2}}{8{T}^{2}}$；从“0”点到“4”点的中重锤重力势能的减少量表达式为mgs₄（已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g）

Answer 1

分析 在实验中，为了减小实验的误差，重锤选择质量大、体积小的，应先接通电源，再释放纸带．
本实验需要验证的是重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，根据下落的高度求出重力势能的减小量，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瞬时速度的大小，从而求出动能的增加量

解答 解：（1）A、实验中为了减小阻力的影响，重锤选用体积较小，质量较大的重锤．故A正确，B错误．
C、打点计时器应固定在竖直平面内．故C正确．
D、应先接通电源后释放纸带．故D错误．
故选：AC．
（2）4点的瞬间速度v₄=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$，动能为$\frac{1}{2}$mv${\;}_{4}^{2}$=$\frac{m{{（s}_{5}-{s}_{3}）}^{2}}{8{T}^{2}}$
则重力势能的减小量为△E_p=mgs₄．
故答案为：①AC；②$\frac{m{{（s}_{5}-{s}_{3}）}^{2}}{8{T}^{2}}$，mgs₄．

点评 解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