Question

16．为进行“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）有下列器材可供选择：
A． 打点计时器   B．复写纸  C．纸带  D． 电源 E．天平  F．刻度尺 G．秒表   H．重锤
上述器材不必要的是EG（只填字母代号）．
（2）质量m kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，O为第一个点，A、B、C为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，取g=9.8m/s²，求：

a．打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=0.97m/s（保留两位有效数字）；
b．从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量△E_p=0.48mJ，动能的增加量△E_k=0.47mJ（用m表示，保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定不必要的器材．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平测量质量．打点计时器可以直接记录时间，不需要秒表．故不必要的器材是：EG．
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.02-3.13）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.97m/s．
从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量△E_p=mgh=m×9.8×4.86×10^-2J≈0.48mJ，动能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×m×0.9{7}^{2}$J≈0.47mJ．
故答案为：（1）EG；（2）a、0.97；b、0.48m，0.47m．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．