Question

1．利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验．

（1）除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有AC．（选填器材前的字母）
A．大小合适的铁质重锤         B．体积较大的木质重锤
C．刻度尺                 D．游标卡尺          E．秒表
（2）图2是实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h_A、h_B、h_C．
重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量|△E_p|=mgh_B，动能的增加量△E_k=$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
（3）电源电压是4-6V（填220V或4-6V）

Answer 1

分析 根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的测量器材．
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点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．
电磁打点计时器电源的电压为交流4到6V．

解答 解：（1）实验中为了减小阻力的影响，重锤选择合适的铁质重锤．需要测量某点的瞬时速度，则需测量点迹间的距离，所以还需刻度尺．打点计时器就是记录时间的器材，所以不需要秒表，实验中不需要游标卡尺．故选：AC．
（2）B点的瞬时速度为：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$，
则动能的增加量为：△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$m（$\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$）²=$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
重锤重力势能的减少量为：|△E_p|=mgh_B，
（3）电磁打点计时器电源的电压为交流4到6V；
故答案为：（1）AC；（2）mgh_B；$\frac{m（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}}{8{T}^{2}}$；（3）4--6．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，关键是匀变速直线运动推论的运用．