Question

【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。已知當?shù)氐闹亓�加速�?/span>g＝9.80m/s2。實驗小組選出的一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點。打點計時器的打點周期T=0.02s。

（1）要驗證重錘下落過程中符合機械能守恒，除了圖示器材，以下實驗器材必須要選取的有___________。（填寫字母代號）

A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．交流電源

（2）為了驗證機械能守恒的規(guī)律，我們需要證明的表達式為（請根據(jù)題目已知和圖乙中測量量的符號寫出表達式）__________________。

（3）實驗中由于阻力的存在，預計在此實驗中重力勢能的減少量應該_____________動能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）進一步測得圖乙中h1=12.01cm，h2=7.14cm，h3=8.71cm。若重錘的質(zhì)量為0.10kg，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了 J，此時重錘的動能比開始下落時增加了 J。（計算結果保留3位有效數(shù)字）

（5）根據(jù)計算結果分析，該實驗小組在做實驗時可能出現(xiàn)的問題是 。

Answer 1

【答案】（1）BD；（2）g(h1+h2)=；（3）大于；（4）0.188；0.196；（5）實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源。

【解析】試題解析：（1）圖示中的器材已經(jīng)知道了，但實驗時我們還需要選取的是刻度尺，用它來測距離，還需要交流電流，用它來讓打點計時器工作；而秒表與天平就不需要了，故選BD。

（2）由于O為第一個點，動能為零，我們再以B點為零勢能點，則O點的重力勢能為mg(h1+h2)；B點的速度為vB=，所以B點的動能為，故需要證明的表達式為mg(h1+h2)=，即g(h1+h2)=；

(3)由于阻力的存在，動能的增量會減少，故重力勢能的減少量應該大于動能的增加量；

（4）將數(shù)據(jù)代入計算得，重力勢能減少了：mg(h1+h2)=0.1×9.8×（0.1201+0.0714）J=0.188J；動能增加了：=J=0.196J；

（5）由于實際的結果是動能的增量大于重力勢能的增量，故其出現(xiàn)的問題是實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源，說明打第一個點時，紙帶已經(jīng)具有一定的速度了。