Question

5．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法：（保留三位小数）
（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）中所使用的重物质量为m=1kg，打点纸带如图所示，数据都从同一点开始测量，A．B．C为连续的三个点，若以起始点O点为参考点，打点计时间隔为0.02s，则记录B点时，重物的速度v_B=0.600m/s，重物的动能为E_K=0.180J．
从开始下落到B点，重物的重力势能改变量是△E_P=0.183J，因此，可以得出的结论是：在误差允许的范围内机械能守恒．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理可知，该实验不需要测量物体质量，因此不需要天平．
（2）根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出B点的速度大小，进一步可求出其动能，根据势能的定义可以求出势能的改变量，从而验证机械能是否守恒．

解答 解：（1）根据重物下落过程中机械能守恒的表达式可知，物体的质量可以约掉，因此本实验中不需要天平，故ABD错误，故C正确．
故选：C．
（2）B点的速度为：v_B=$\frac{{s}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0324-0.0084}{2×0.02}$=0.600m/s
重物的动能为：E_kB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×0．{6}^{2}$=0.180（J）
重力势能的该变量为：mgh_OB=1×9.8×0.0187=0.183（J）
由于重物下落时克服阻力做功，因此重力势能减小量略大于动能增加量，故在误差范围内机械能守恒．
故答案为：（1）C；（2）0.600m/s，0.180J，0.183J，在误差允许的范围内机械能守恒．

点评 验证机械能守恒是中学阶段的基础实验，要从实验原理出发来理解实验同时注意平时加强练习，注意单位的转换．