Question

3．在利用落體運動來驗證機械能守恒定律的實驗中，
（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是AC．
A．交流電源  B．直流電源   C．刻度尺  D．天平（含砝碼）
（2）某同學按照正確的操作選得紙帶如圖所示．其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)打下的5個點．該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離分別記錄在圖中（單位：cm）．
①這五個數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是B（填A、B、C、D或E）點讀數(shù)．
②已知當?shù)刂亓�加速度為g=9.80m/s²，打點計時器打點的周期為T=0.02s．設重物的質(zhì)量為m=1.00kg．則從打O點到打D點的過程中，重物的重力勢能減少量△E_p=1.90J，動能的增加量△E_K=1.88J（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）根據(jù)讀數(shù)的有效數(shù)字確定不符合讀數(shù)要求的數(shù)據(jù)．
根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，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D點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）實驗中打點計時器應該使用交流電源，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要天平，實驗中需要通過點擊間的距離測量瞬時速度以及計算重力勢能的減小量，則需要刻度尺．故選：AC．
（2）①從各組數(shù)據(jù)可知，小數(shù)點后應保留兩位小數(shù)，可知B讀數(shù)不符合要求．
②從打O點到打D點的過程中，重物的重力勢能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.1941J≈1.90J，D點的瞬時速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.2347-0.1571}{0.04}m/s$=1.94m/s，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.9{4}^{2}$≈1.88J．
故答案為：（1）AC，（2）①B，②1.90，1.88．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，抓住重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等進行驗證，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)紙帶下降的高度求解重力勢能的減小量．