Question

（2010?蘇州二模）某同學(xué)想利剛?cè)鐖D（a）所示的裝置來驗證由小車A與重物B組成的系統(tǒng)機械能守恒．
（1）現(xiàn)提供如下器材：
A．小車                B．重物
C．一端帶滑輪的長木板    D．細繩
E．電火花計時器         F．紙帶
G．毫米刻度尺           H．低壓交流電源
I．220V交流電源         J．6V蓄電池
K．天平
實驗中不需要的器材是

HJ

（填寫選項前的字母）．
（2）對重物B質(zhì)量的選擇要求是

A

（填寫選項前的字母）．
A．質(zhì)量大一些
B．質(zhì)量小一些
（3）主要實驗步驟
A．用天平分別測出小車及重物的質(zhì)量為M、m
B．按圖安裝好裝置：將帶滑輪的平板水平放置，掛重物后，細繩須與木板平行
C．將小車拉至靠近打點計時器，接通電源，釋放小車
D．關(guān)閉電源、取下紙帶，并重復(fù)多次，得到兒條打點紙帶．選用點跡清晰的紙帶進行數(shù)據(jù)處理實驗中有一重大疏漏，請指出并改正

應(yīng)平衡摩擦力

．
（4）數(shù)據(jù)處理
將改正實驗疏漏后得到的紙帶，去掉前面比較密集的點，選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)點0-6，測出各點間距離如圖（b）所示，已知電火花計時器的打點周期為T，要驗證在第l點與第5點時系統(tǒng)的機械能相等，則在誤差范圍內(nèi)應(yīng)滿足關(guān)系

mg(d5-d1)=

1

8T2

(M+m)[(d6-d4)2-d22]

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗的原理確定需要的器材．
（2）對重物B質(zhì)量的選擇要求是質(zhì)量大一些、體積小一些．
（3）有摩擦力存在，影響驗證機械能守恒，在實驗前應(yīng)先平衡摩擦力．
（4）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出瞬時速度的大小，結(jié)合下降的高度得出系統(tǒng)重力勢能的減小量，通過瞬時速度求出系統(tǒng)動能的增加量．

解答：解：（1）實驗使用的是電火花打點計時器，電火花打點計時器使用的是220V的交流電源，則不需要低壓交流電源以及6V的蓄電池．故選HJ．
（2）重物應(yīng)選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的重錘，故選A．
（3）由于摩擦力影響驗證機械能守恒定律，所以實驗前應(yīng)先平衡摩擦力．
（4）第l點與第5點內(nèi)，系統(tǒng)重力勢能的減小量為mg（d₅-d₁），1點的瞬時速度v1=

d2

2T

，5點的瞬時速度v2=

d6-d4

2T

，則系統(tǒng)動能的增加量△Ek=

1

8T2

(M+m)[(d6-d4)2-d22]，在第l點與第5點時系統(tǒng)的機械能相等，則在誤差范圍內(nèi)應(yīng)滿足關(guān)系mg(d5-d1)=

1

8T2

(M+m)[(d6-d4)2-d22]．
故答案為：（1）HJ，（2）A，（3）應(yīng)平衡摩擦力，（4）mg(d5-d1)=

1

8T2

(M+m)[(d6-d4)2-d22]．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度的大�。�