Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量及相關計算，即可驗證機械能守恒定律．

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質(zhì)量；

D．先接通電源開關，然后釋放懸掛紙帶的夾子打出一條紙帶；

E．測量紙帶上某些點間的距離;

F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

其中沒有必要進行或者操作不當?shù)牟襟E是____________________．

(2)在一次實驗中，質(zhì)量為m的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖乙所示(相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s)，長度單位cm，那么從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能的減少量ΔEp＝________ J，此過程中重錘動能的增加量ΔEk＝________ J(g取9.8 m/s2，結(jié)果數(shù)據(jù)均保留至小數(shù)點后兩位)；通過計算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk(填“＞”“＝”或“＜”)，這是因為_________________________．

Answer 1

【答案】 BC 0.49m 0.48m ＞ 紙帶和重錘運動過程中受到阻力的作用

【解析】【試題分析】根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定不正確的操作步驟．
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B點的速度．重力勢能的減小量略大于動能的增加量，是因為阻力的影響．

(1) 打點計時器的使用的幾個注意事項，要檢查打點計時器的兩個限位孔和紙帶的運動方向一致，該實驗中，要在同一條豎直線上；打點計時器應該使用4～6V的交流電；要先接通電源開關，然后松開手釋放紙帶，該次序不能顛倒．因此，以上的幾個實驗的二個操作步驟都有問題．正確的方法應該是：B：打點計時器應該使用交流電；C.驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以不需要測量重錘的質(zhì)量，故C錯誤．故操作不當?shù)牟襟E是BC.

(2) 重力勢能減小量△Ep=mgh=9.8×0.0501m J=0.49m J．利用勻變速直線運動的推論;.該同學的計算方法和過程并沒有錯誤．卻出現(xiàn)了△EP>△Ek的結(jié)果，這一結(jié)果是合理的，因為由于阻力的影響，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．