Question

在“驗證機械能守恒定律”實驗中，

I. 第一組同學用打點計時器按照圖示裝置進行實驗，則
（1）對于自由下落的重物，下述選擇的條件哪種更為有利?（ ）
A. 只要足夠重就可以。
B. 只要體積足夠小就可以。
C. 既要足夠重，又要體積非常小。
D. 因為不需要知道動能和勢能的具體數值，不需要測量重物的質量，所以對重物可任意選擇。
（2）已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。查得當地的重力加速度g=9.80m／s²，測得所用的重物的質量為1.00kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖所示，把第一個點記作O，在紙帶上另取連續4個點A、B、C、D作為測量的點，經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據以上數據，可知重物由O點運動到C點，重力勢能減少量等于   J，動能的增加量等于   J。（取3位有效數字）

II. 第二組同學利用下圖所示的實驗裝置，驗證鉤碼和滑塊所組成的系統從由靜止釋放到通過光電門這一過程機械能守恒。實驗開始時，氣軌已經調成水平狀態。

（1）已知遮光條的寬度為d，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t，則滑塊經過光電門時的速度為                 。
（2）在本次實驗中還需要測量的物理量有（文字說明并用相應的字母表示）：鉤碼的質量m、     和     。
3）本實驗通過比較   和   （用測量的物理量符號表示）在實驗誤差允許的范圍內是否相等，從而驗證系統的機械能是否守恒。

Answer 1

Ⅰ. （1）C   （2）7.62  7.56
Ⅱ. （1）d/t   （2）滑塊的質量M 釋放時擋光片到光電門的距離L
（3）  mgL

Ⅰ. （1）小球的質量越大，體積越小所受空氣阻力越小，C對；（2）重力勢能減小量mgh,C點速度可根據BD平均速度去求Ⅱ. （1）滑塊經過光電門時可看作勻速，速度為d/t （2）根據機械能守恒關系式可知需要測量的物理量為滑塊的質量M 釋放時擋光片到光電門的距離L（3）略