Question

3．在利用落體運(yùn)動來驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，
（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是AC．
A．交流電源  B．直流電源   C．刻度尺  D．天平（含砝碼）
（2）某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示．其中O是起始點(diǎn)，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計時器連續(xù)打下的5個點(diǎn)．該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離分別記錄在圖中（單位：cm）．
①這五個數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是B（填A(yù)、B、C、D或E）點(diǎn)讀數(shù)．
②已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g=9.80m/s²，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T=0.02s．設(shè)重物的質(zhì)量為m=1.00kg．則從打O點(diǎn)到打D點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量△E_p=1.90J，動能的增加量△E_K=1.88J（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）根據(jù)讀數(shù)的有效數(shù)字確定不符合讀數(shù)要求的數(shù)據(jù)．
根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出D點(diǎn)的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）實驗中打點(diǎn)計時器應(yīng)該使用交流電源，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平，實驗中需要通過點(diǎn)擊間的距離測量瞬時速度以及計算重力勢能的減小量，則需要刻度尺．故選：AC．
（2）①從各組數(shù)據(jù)可知，小數(shù)點(diǎn)后應(yīng)保留兩位小數(shù)，可知B讀數(shù)不符合要求．
②從打O點(diǎn)到打D點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.1941J≈1.90J，D點(diǎn)的瞬時速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.2347-0.1571}{0.04}m/s$=1.94m/s，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.9{4}^{2}$≈1.88J．
故答案為：（1）AC，（2）①B，②1.90，1.88．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，抓住重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等進(jìn)行驗證，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)紙帶下降的高度求解重力勢能的減小量．