Question

16．如圖1所示，用落體法驗證機械能守恒定律的實驗：

（1）某同學列舉了該實驗的幾點做法，其中正確的是C．
A．打點計時器應連接學生電源的低壓直流輸出
B．應先釋放紙帶再接通電源
C．計算重力勢能的變化量時，△h可以不從紙帶上的初始點測量
D．實驗中應該用計算某點的瞬時速度來計算重物下落的平均速度
（2）在實驗中打點計時器所接交流電的頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²．實驗選用的重物質(zhì)量為0.1kg，紙帶上打點計時器打下的連續(xù)計時點A、B、C、D到第一個點O的距離如圖2所示，則從打下O點到打下C點的過程中，重物的重力勢能減少了0.273J，重物的動能增加了0.271J．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．
根據(jù)下降的高度求出重物重力勢能的減小量，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點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）A、打點計時器應連接學生電源的低壓交流輸出，故A錯誤．
B、實驗時應先接通電源，再釋放紙帶，故B錯誤．
C、計算重力勢能的變化量時，△h可以不從紙帶上的初始點測量，故C正確．
D、重物下落的平均速度通過平均速度的定義式進行求解，故D錯誤．
故選：C．
（2）從O到C過程中，重物重力勢能的減小量為：$△{E}_{p}=mgh=0.1×9.8×27.90×1{0}^{-2}$J≈0.273J．
C點的瞬時速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（32.78-23.46）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=2.33m/s，
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.1×2.3{3}^{2}$J≈0.271J．
故答案為：（1）C，（2）0.273，0.271．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及注意事項，掌握紙帶的處理方法，會根據(jù)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．