Question

【題目】某同學(xué)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m＝2kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T =0．02 s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g=9．8 m/s2．

（1）記錄B點(diǎn)時(shí)，重物的速度vB＝_____m/s，（此空及后面兩空均保留三位有效數(shù)字），重物動(dòng)能EkB＝____J。從開(kāi)始下落到至B點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能減少量是_____J，由此可得到的結(jié)論是 。

（2）該同學(xué)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)重物動(dòng)能的增量總是略小于重力勢(shì)能的減少量，造成這一現(xiàn)象的原因可能是 。（寫(xiě)出一條合理的原因即可）

（3）若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有測(cè)量重物質(zhì)量，是否能夠正常完成實(shí)驗(yàn)？________（填“能”或“不能”）

（4）該同學(xué)在紙帶上又選取了多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測(cè)出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)O的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，若重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則以h為橫軸，以為縱軸畫(huà)出的圖線應(yīng)是如下圖中的 ，圖線的斜率表示 。

Answer 1

【答案】（1）2．00，4．00，4．02，在誤差允許的范圍內(nèi)重物在自由下落的過(guò)程中機(jī)械能守恒；

（2）重物下落過(guò)程中受到空氣阻力；紙帶與限位框之間有摩擦等；（3）能；（4）C，重力加速度g。

【解析】試題分析：（1）重物速度，動(dòng)能，重力勢(shì)能減少（重力加速度取，而不能取，也就是說(shuō)是錯(cuò)誤結(jié)果），，重力勢(shì)能減少量與動(dòng)能增加量近似相等，即在誤差允許的范圍內(nèi)重物在自由下落的過(guò)程中，機(jī)械能守恒。

（2）重物重力勢(shì)能減少量總是大于動(dòng)能增加量，原因是下落過(guò)程中需克服阻力做功，限位孔和紙帶、紙帶和空氣之間均有阻力。

（3）實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式是，質(zhì)量m可消去，故只需驗(yàn)證。

（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有，則，類(lèi)比于，可知—h圖像是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，故C正確，斜率表示重力加速度。