Question

8．使用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，打出一条纸带如图乙所示．图乙中O是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F…是依次打出的点迹，量出OE间的距离为l，DF间的距离为s，已知打点计时器打点的周期是T=0.02s．
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有AD．（填入正确选项前的字母）
A．米尺  B．秒表C．0～12V的直流电源  D．0～12V的交流电源
（2）上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式gl=$\frac{{s}^{2}}{8{T}^{2}}$，即验证了重物下落过程中机械能是守恒的．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等得出机械能守恒的表达式．

解答 解：（1）实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，则需要米尺，时间可以通过打点计时器直接记录，不需要秒表，打点计时器使用交流电源．
故选：AD．
（2）E点的瞬时速度为：${v}_{E}=\frac{s}{2T}$
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}=\frac{m{s}^{2}}{8{T}^{2}}$
重力势能的减小量为：△E_p=mgl
当$mgl=\frac{m{s}^{2}}{8{T}^{2}}$，即gl=$\frac{{s}^{2}}{8{T}^{2}}$，重物机械能守恒．
故答案为：（1）AD；（2））gl=$\frac{{s}^{2}}{8{T}^{2}}$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，抓住重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，难度不大．