Question

3．用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證A、B組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B從高處由靜止開(kāi)始下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在A上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz．
（1）在下面列舉的該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟中，不當(dāng)?shù)牟襟E是BC（填答案前的字母標(biāo)號(hào)）．
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝實(shí)驗(yàn)器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到直流電源上；
C．先釋放B，再接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡；
D．挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量；
E．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，分別計(jì)算系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能．
（2）圖乙是正確操作實(shí)驗(yàn)獲取的一條紙帶，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．已知物塊A的質(zhì)量為50g、物塊B的質(zhì)量為200g，則在打0～5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△E_K=1.05J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△E_P=1.06J．（g取9.8m/s²，結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（3）由上述計(jì)算得△E_k與△E_p不相等，造成這種結(jié)果的主要原因是阻力的存在，一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）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)速度求出計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量．
（3）通過(guò)比較，分析造成誤差的原因．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，故B錯(cuò)誤．
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤．
故選：BC．
（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度為：${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{（26.20+31.80）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=2.90m/s
則系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{A}+{m}_{B}）{{v}_{5}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.25×2.9{0}^{2}$J≈1.05J
系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=（m_B-m_A）gh=0.15×9.8×（45.8+26.20）J≈1.06J．
（3）由上述計(jì)算得△E_k與△E_p不相等，造成這種結(jié)果的主要原因是阻力的存在，一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）BC；（2）1.05，1.06；（3）阻力的存在，一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．