Question

在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中
（1）如果已有了鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線若干、刻度尺、重物、夾子外，還需要的器材是

低壓交流電源

和

紙帶

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²、實(shí)驗(yàn)選用重錘質(zhì)量為1.00kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶如圖所示，此紙帶頭兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近

2mm

、把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為32.91cm、38.15cm、43.78cm、49.80cm、可知重物由0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量等于

4.29

J，動(dòng)能的增加量等于

4.23

 J（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需要的器材．
（2）當(dāng)阻力可以忽略時(shí)，重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間公式求出頭兩個(gè)點(diǎn)間的距離．根據(jù)重物下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答：解：（1）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，需要驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)需要低壓交流電源和紙帶．
（2）根據(jù)h=

1

2

gt2=

1

2

×10×0.022m=2mm，所以紙帶的頭兩點(diǎn)的距離應(yīng)接近2mm．
重物重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=mgh=1×9.8×0.4378J=4.29J．
C點(diǎn)的速度vC=

xBD

2T

=

0.4980-0.3815

0.04

m/s=2.91m/s．
則動(dòng)能的增加量△Ek=

1

2

mvC2=

1

2

×1×2.912=4.23J．
故答案為：（1）低壓交流電源； 紙帶  （2）2mm、4.29、4.23或4.24

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握紙帶的處理，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度．