Question

用落體驗證機械能守恒定律的實驗
（1）為進行該實驗，備有下列器材可供選擇
鐵架臺、打點計時器、復寫紙片、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導線、開關．其中不必要的器材是______．缺少的器材是______．
（2）若實驗中所用重物的質量m=1㎏，打點時間間隔為0.02s，
打出的紙帶如圖所示，O、A、B、C、D為相鄰的幾點，測的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm，查出當地的重力加速度g=9.80m/s²，則重物在B點時的動能E_AB=______ J．從開始下落到B點的過程中，重物的重力勢能減少量是______J，由此得出的結論是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）通過實驗的原理出發，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出B點的動能，根據下降的高度求出物體重力勢能的減小量，從而判斷機械能是否守恒．
解答：解：（1）該實驗中，要有做自由落體運動的物體重錘；通過打點計時器來記錄物體運動時間，不需要秒表，打點計時器需要的是交流電源，因此低壓直流電源不需要，缺少低壓交流電源，由于驗證機械能公式中可以把物體質量約掉，因此不需要天平，同時實驗中缺少刻度尺．
（2）B點的速度m/s=0.59m/s，則B點的動能=0.174J．
重物重力勢能的減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0179J=0.175J．
在實驗誤差允許的范圍內減少的物體重力勢能等于其增加的動能，物體自由下落過程中機械能守恒
故答案為：天平、秒表、低壓直流電源
重錘、刻度尺、低壓交流電源（或交流電源）     0.174    0.175    
 在實驗誤差允許的范圍內減少的物體重力勢能等于其增加的動能，物體自由下落過程中機械能守恒．
點評：解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．