Question

14．在用落體法“驗證機械能守恒定律”實驗中
（1）圖1中釋放紙帶的操作正確的是A．
 （2）甲同學按照正確的步驟操作，利用紙帶算出重物重力勢能的減少量△E_p往往略大于動能的增加量△E_K，這是因為重物下落過程中受到阻力作用．
（3）乙同學設(shè)計如圖2所示實驗裝置驗證機械能守恒定律；通過電磁鐵控制一小鐵球從A點自由下落，鐵球下落過程中經(jīng)過光電門B時，計時器（圖中未畫出）記錄擋光時間t，用刻度尺測出AB之間的距離h，已知小鐵球的直徑d，當?shù)刂亓�加速度為g．小鐵球經(jīng)過光電門B時速度大小為$\fracnffvrrt{t}$；當題中所給的d、t、h、g滿足關(guān)系式$\frac{1}{2}$（$\fracd7th5rp{t}$）²=gh，即可驗證小鐵球下落過程中機械能守恒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理和注意事項確定正確的操作方法．
（2）根據(jù)能量守恒，分析重物重力勢能的減少量△E_p往往略大于動能的增加量△E_K的原因．
（3）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小鐵球經(jīng)過光電門B的速度大小，抓住重力勢能的減小量等于動能的增加量得出機械能守恒滿足的關(guān)系式．

解答 解：（1）釋放重物前，讓重物緊靠打點計時器，手拉著紙帶的上端，使得紙帶處于豎直，故選：A．
（2）利用紙帶算出重物重力勢能的減少量△E_p往往略大于動能的增加量△E_K，這是因為重物下落過程中受到阻力作用，使得部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（3）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度知，小鐵球經(jīng)過光電門的速度大小v=$\fracjbn7pfp{t}$，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m•（\fracdnt57dd{t}）^{2}$，重力勢能的減小量△E_p=mgh，可知當$\frac{1}{2}m（\fracttb77tt{t}）^{2}=mgh$，即$\frac{1}{2}（\fracft5rp7z{t}）^{2}=gh$時，小鐵球下落過程中機械能守恒．
故答案為：（1）A；（2）重物下落過程中受到阻力作用；（3）$\frac7dhzlb7{t}$，$\frac{1}{2}$（$\fracn77j7t7{t}$）²=gh．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及注意事項，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，知道極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度．