Question

【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時，各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示( 圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時器打出的第一個點(diǎn)，A，B，C，D，E分別是每打兩個點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，單位：mm)，根據(jù)紙帶計(jì)算：

(1)為了完成本實(shí)驗(yàn)，從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的，其編號為（__________）

A.打點(diǎn)計(jì)時器 B.重錘 C.天平 D.毫米刻度尺 E.秒表（或停表）

(2)若重錘的質(zhì)量為m，重錘由開始下落到打B點(diǎn)時減少的重力勢能是 _______ J，從重錘下落到打B點(diǎn)時增加的動能是 ______ J,(,結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；得出結(jié)論是______。

(3)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因是 _________________________（只要求寫出其一的原因）。

Answer 1

【答案】A B D 1.91m 1.89m 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)重錘重力勢能的減少量等于其動能的增加量，機(jī)械能守恒 重錘在下落時要受到阻力的作用（打點(diǎn)計(jì)時器對紙帶的摩擦阻力、空氣阻力等）

【解析】

紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度，從而求出動能，根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

(1)在該實(shí)驗(yàn)中，通過打點(diǎn)計(jì)時器來記錄物體運(yùn)動時間，不需要秒表，由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把重錘質(zhì)量約掉，因此不需要天平，也不需要彈簧秤．同時實(shí)驗(yàn)中需要測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，所以需要刻度尺．故A、B、D正確，C、E錯誤；故選ABD.

(2)重力勢能減小量△Ep=mgh=m×9.8×0.195J≈1.91m J; 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論得：;動能的增加量為：.實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重物的下落機(jī)械能守恒．

(3)我們發(fā)現(xiàn)，△EP和△Ek并不嚴(yán)格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是重物下落時受到阻力作用，重物要克服阻力做功而損失一部分機(jī)械能．