Question

10．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），單位 cm，那么 
（1）操作時(shí)，釋放紙帶與接通電源的合理順序應(yīng)是B（填“A”或“B”）
A．先釋放紙帶，再接通電源                                                               B．先接通電源，再釋放紙帶
（2）紙帶的O 端與重物相連（用紙帶上的字母表示）
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度 v_B=1.43m/s；
（4）實(shí)驗(yàn)中，重物的重力勢能減少量△E _p大于 （填“大于”、“小于”或“等于”）動能增加量△E _k，這是因?yàn)榧垘�下落過程中存在摩擦阻力作用．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
（2）紙帶法實(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(shí)紙帶運(yùn)動的瞬時(shí)速度；
（3）根據(jù)平均速度公式可求得中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；
（4）根據(jù)空氣阻力做功的影響分析重力勢能和動能之間的關(guān)系．

解答 解：（1）為了有效利用紙帶，應(yīng)將重物拉至打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并且要先接通電源再釋放紙帶；故選B；
（2）從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的O端應(yīng)與重物相連．
（3）B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，則由圖可知，OA=3.14cm=0.0314m，OC=7.06cm=0.0706m，則可知v_B=$\frac{OC-OA}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0134}{2×0.02}$=1.43m/s；
（4）因?yàn)榧垘�下落過程中存在摩擦阻力作用．所以減小的重力勢能一定大于增大的動能；
故答案為：（1）B；（2）O；（3）1.43；（4）大于；紙帶下落過程中存在摩擦阻力作用

點(diǎn)評 本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．注意重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．