Question

4．在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）实验中，除天平、铁架台、夹子、纸带和重物等器材外，还需要BCD．
（A）秒表（B）刻度尺（C）学生电源（D）打点计时器
（2）某位同学通过实验得到如图所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为0.04s，重物的质量m=1kg，g=9.8m/s²，那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能少量△E_p=2.28J；重物动能增加量△E_k=2.26J（结果保留三位有效数字）．由此得到的结论是：在误差允许的范围内，机械能守恒．

Answer 1

分析 根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的测量器材．
根据重物下降的高度求出重力势能的减小量，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．

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，要运用到纸带的处理，所以需要打点计时器和学生电源，由于打点计时器可以记录时间，所以不需要秒表，实验中要测量点迹间的距离，所以需要刻度尺．故选：BCD．
（2）从起点O到打下B点的过程中，重物重力势能少量为：△E_p=mgh_OB=1×9.8×0.2325J≈2.28J．
B点的速度为：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.325-0.155}{0.08}m/s$=2.125m/s，
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×2.12{5}^{2}$≈2.26J．
实验的结论：在误差允许的范围内，机械能守恒．
故答案为：（1）BCD，（2）2.28，2.26，在误差允许的范围内，机械能守恒．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，难度不大．