Question

16．（1）做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時器，還必須選取的器材是圖中的BD（填字母）

（2）實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，把第一個點(diǎn)記做O，另選連續(xù)的4個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.40cm、70.20cm、78.00cm、85.80cm．已知重錘的質(zhì)量為2.00kg，打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重錘由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢能的減少量等于15.3J，動能的增加量等于15.2J．（結(jié)果均取3位有效數(shù)字）

（3）分析產(chǎn)生誤差可能的原因是重物下落受到阻力作用．（至少寫出一條原因）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)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)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C點(diǎn)的速度，從而得出動能的增加量．
（3）根據(jù)能量守恒分析誤差形成的原因．

解答 解：（1）重物選取質(zhì)量大一些、體積小一些的重錘，故A錯誤，B正確．
時間可以通過打點(diǎn)計(jì)時器直接得出，不需要秒表測量，故C錯誤．
實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測量點(diǎn)跡間的距離，故D正確．
故選：BD．
（2）重錘由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢能的減少量△E_p=mgh=2×9.8×0.7800J≈15.3J，C點(diǎn)的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8580-0.7020}{0.04}m/s$=3.9m/s，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×2×3．{9}^{2}J≈15.2J$．
（3）實(shí)驗(yàn)中重力勢能的減小量略大于動能的增加量，產(chǎn)生誤差的原因是重物下落受到阻力的作用．
故答案為：（1）BD，（2）15.3，15.2，（3）重物下落受到阻力作用．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及誤差來源，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)下降的高度求解重力勢能的減小量．