Question

10．用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”

①下列物理量需要测量的是C、通过计算得到的是D（填写代号）
A．重锤质量            B．重力加速度
C．重锤下落的高度      D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s₁、s₂、s₃、s₄写出重物由B点到D点势能减少量的表达式（s₃-s₁）mg，动能增量的表达式$\frac{{ms}_{4}{（s}_{4}-{2s}_{2}）}{{8T}^{2}}$．

Answer 1

分析 ①根据实验原理得到要验证的表达式，确定待测量；
②需验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等；

解答 解：①重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去．需要测量的物理量是C：重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是D：与下落高度对应的重锤的瞬时速度．
②重物由B点到D点势能减少量的表达式为（s₃-s₁）mg，
B点的速度为：v_B=$\frac{{s}_{2}}{2T}$，
D点的速度为：v_D=$\frac{{{s}_{4}-s}_{2}}{2T}$，
则动能的增加量为：△E_K=$\frac{1}{2}$mv_D²-$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{{ms}_{4}{（s}_{4}-{2s}_{2}）}{{8T}^{2}}$．
故答案为：①C、D；②（s₃-s₁）mg，$\frac{{ms}_{4}{（s}_{4}-{2s}_{2}）}{{8T}^{2}}$

点评 本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，要学会根据可能产生误差的原因进行分析．