Question

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

（1）要驗證重錘下落過程中符合機(jī)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(jī)械能守恒的規(guī)律，我們需要證明的表達(dá)式為（請根據(jù)題目已知和圖乙中測量量的符號寫出表達(dá)式）__________________。
（3）實驗中由于阻力的存在，預(yù)計在此實驗中重力勢能的減少量應(yīng)該_____________動能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）進(jìn)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(dāng)打點(diǎn)計時器打到B點(diǎn)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(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（5）根據(jù)計算結(jié)果分析，該實驗小組在做實驗時可能出現(xiàn)的問題是                               。

Answer 1

（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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，動能為零，我們再以B點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，則O點(diǎn)的重力勢能為mg(h₁+h₂)；B點(diǎn)的速度為v_B=，所以B點(diǎn)的動能為，故需要證明的表達(dá)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(yīng)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(jié)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(diǎn)計時器的電源，說明打第一個點(diǎn)時，紙帶已經(jīng)具有一定的速度了。
考點(diǎn)：驗證機(jī)械能守恒定律。