Question

【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?/span>9.80 m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg.甲、乙、丙三位學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm，可見其中肯定有一個(gè)學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤．

(1)哪位學(xué)生操作有誤？錯(cuò)誤操作是？____________________．

(2)若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s)，那么(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

①紙帶的________（填“左”或“右”）端與重物相連．

②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重物的速度vB＝________.

③在從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重物重力勢能的減少量是ΔEp＝________，此過程中重物動(dòng)能的增加量是ΔEk＝________.

④通過計(jì)算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk(填“＞”、“＝”或“＜”)，這是因?yàn)?/span>__________________．

⑤實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是______________________．

Answer 1

【答案】 先放開紙帶后接通電源 左 0.98 m/s 0.49 J 0.48 J ＞ 實(shí)驗(yàn)中存在著阻力 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒

【解析】【試題分析】做自由下落物體在0.02s內(nèi)下落的高度大約2mm，從而確定丙在操作上錯(cuò)誤．1、2兩個(gè)點(diǎn)的距離偏大，可知初速度不為零，操作的錯(cuò)誤在于先釋放重物后接通電源．根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而求出B點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下落的高度求出重力勢能的減小量．通過比較得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

(1)根據(jù) h=gt2=×10×0.022m＝0.2cm，可知丙同學(xué)的操作步驟中有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是先放開紙帶后接通電源．

(2)①根據(jù)題圖可知，紙帶從左向右，相等時(shí)間內(nèi)的位移越來越大，知紙帶的左端與重物相連；

②B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度, .

③重力勢能的減小量△Ep=mgxOB=1×9.8×0.0501J=0.49J，動(dòng)能的增加量.

④△Ep＞△Ek，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中存在著阻力；

⑤通過實(shí)驗(yàn)分析可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．