Question

15．（1）某同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，下列物理量中需要且能够直接测量的有C（填字母序号）．
A．重锤质量
B．与下落高度相对应的重锤的势能
C．重锤下落的高度
D．与下落高度相对应的重锤的瞬时速度
（2）质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一些列如图2所示的点，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=0.48J，动能的增加量△E_k=0.47J（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 据该实验的实验原理和实验步骤分析即可；纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答 解：（1）该实验中质量可以消掉，重力加速度已知，所以需要测量重物下落的高度和对应点的瞬时速度，从而求出重力势能的减少和动能的增加，故需用工具测量下落高度，计算得到下落的瞬时速度，故选：C
（2）a、利用匀变速直线运动的推论有：
v_B=$\frac{（0.0702-0.0313）m}{2×0.02s}$=0.97m/s
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为：
△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0486J=0.48J．
动能的增加量为：
△E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.47J
故答案为：（1）C；（2）a.0.97；b.0.48，0.47

点评 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．