Question

9．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用的交流電的頻率為50Hz，査得當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，實驗中得到一條點跡淸晰的紙帶如圖所示．把第一個點記做O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知進A、B、C、D四個點到O點的距離分別為62.99cm、70.14cm、77.67cm、85.58cm．根據(jù)以上信息回答下列問題：

（1 ）下列器材中不必要的是D（只需填字母代號）
A．重物   B．紙帶    C．直尺   D．直流電源
（2）重物由O點運動到C點，重力勢能的減少△E_P=7.61J，動能的增加量△E_K=7.45J （重物的質(zhì)量為1.00kg．結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
（3）通過計算，數(shù)值上△E_P＞△E_K（填“＞”、“＜”或“=”），這是實驗存在誤差的必然結(jié)果，該誤差產(chǎn)生的主要原因是阻力對物體做負功．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定不必要的器材．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，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．
（3）通過比較，結(jié)合能量守恒分析誤差形成的原因．

解答 解：（1）打點計時器使用交流電源，不需要直流電源，
故選：D．
（2）重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量為：△E_P=mgh=1×9.8×0.7767J≈7.61J
C點的瞬時速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8558-0.7014}{0.04}m/s$=3.86m/s
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×1×3.8{6}^{2}$J=7.45J．
（3）通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k，這是實驗存在誤差的必然結(jié)果，該誤差產(chǎn)生的主要原因是阻力對物體做負功．
故答案為：（1）D   （2）7.61   7.45    （3）＞，阻力對物體做負功

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及誤差形成的原因，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，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．