Question

某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數點為A、B、C、D，各計數點到O點的長度已在圖上標出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重錘質量為1kg，
（1）下列器材中選出實驗所必須的，其編號為

 

．
A．打點計時器（包括紙帶）   B．重錘    C．天平    D．秒表   E．毫米刻度尺
（2）從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的動能E_kB=

 

 J；重錘的重力勢能減小量為

 

J．（結果保留3位有效數字）

Answer 1

分析：（1）首先明確實驗原理，確定實驗需要測量的物理量，則可進一步知道實驗所需要的器材．
（2）利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況．

解答：解：（1）在該實驗中，通過打點計時器來記錄重錘運動時間，不需要秒表；由于驗證機械能公式中可以把物體質量約掉，因此不需要天平，同時實驗中需要刻度尺，故ABE正確．
（2）由題可得：
v_B=

sAC

t

=

0.125-0.0314

4×0.02

=1.17m/s
E_KB=

1

2

mv

2 B

=

1

2

×1×1.172J=0.684J
②物體重力勢能減小量：mgh_D=1×9.8×0.0705J=0.691J
故答案為：（1）ABE（2）0.684，0.691．

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、所測數據等，會起到事半功倍的效果．
本題比較簡單，考查了驗證機械能守恒定律中基本方法的應用，對于基本方法不能忽視，要在訓練中加強練習，注意數據的單位．