Question

7．在“验证机械能守恒定律”实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．
（1）在实验中，为了使空气阻力影响更小，下落物体应选择密度大的重物；乙图中，两个重物的质量关系应该是m₁＞m₂（填“＞”“=”或“＜”）；
（2）采用图乙的方案进行实验，除图中已有的器材外，还需要的实验器材有低压交流电源、刻度尺和天平；
（3）比较两种实验方案，下列说法正确的是D．
A．甲方案中，重物重力势能的减少量会略小于重物的动能增量
B．乙方案中，两物体构成的系统的重力势能的减少量会略大于系统的动能增量
C．甲方案中，在验证机械能是否守恒时，一定要测量出重物的质量
D．甲、乙两方案中，如果纸带长度相同，乙方案可以通过适当改变m₁和m₂的大小，调节点迹的个数．

Answer 1

分析 （1、2）在验证机械能守恒定律的实验中，应选择质量大，体积小的物体作为重物．乙图是验证系统机械能守恒，通过实验的原理确定测量的器材和两个重物的质量关系．
（3）乙方案还受到细线和滑轮之间阻力的影响，对验证机械能守恒定律有影响．

解答 解：（1）为了减小实验的误差，甲图中的重物应选择质量大，体积小的重物，即密度大的重物．乙图是验证系统机械能是否守恒，m₁向下运动，m₂向上运动，所以m₁＞m₂．
（2）验证系统机械能是否守恒，即验证系统动能的增加量和系统重力势能的减小量是否相等，动能的增加量为△E_k=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）v²，重力势能的减小量为△E_P=（m₁-m₂）gh．
可知需要测量两个重物的质量，所以实验器材，还需要天平．
（3）甲方案更合理，因为在乙图中还受到细线与滑轮之间的阻力影响；
A、甲方案中，重物重力势能的减少量会略大于重物的动能增量，故A错误；
B、乙方案中，还受到细线与滑轮之间的阻力影响，则两物体构成的系统的重力势能的减少量会大于系统的动能增量，故B错误；
C、甲方案中，在验证机械能是否守恒时，可以约去，不需要测量出重物的质量，故C错误；
D、如果纸带长度相同，乙方案可以通过适当改变m₁和m₂的大小，来控制加速度大小，即可调节点迹的个数，故D正确；
故答案为：（1）＞；（2）天平；（3）D．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，通过原理确定测量的器材以及误差的来源，理解两方案的优点与缺点．