Question

【題目】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，一同學(xué)進(jìn)行如下操作

A.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器水平固定在鐵架臺(tái)上

B.將長約的紙帶用小夾子固定在重物上后穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提著紙帶，使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方

C.先松開紙帶，再接通電源，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)

D.換幾條紙帶，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)

E.在答出的紙帶中挑選第一、第二兩點(diǎn)間距接近2mm，且點(diǎn)跡清楚的紙帶進(jìn)行測量，先記下O點(diǎn)第一個(gè)點(diǎn)的位置，再從后面較清晰的任意點(diǎn)開始依次再取四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D，求出相應(yīng)位置對(duì)應(yīng)的速度及其下落的高度．

F.將測量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入自己設(shè)計(jì)的表格中

G.根據(jù)以上測得數(shù)據(jù)計(jì)算相應(yīng)的動(dòng)能和重力勢能，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

（1）以上操作有錯(cuò)誤的是______

（2）選出一條紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)為起點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通過周期為的交流電，用最小刻度為mm的刻度尺，測得，，這三個(gè)數(shù)字中不符合有效數(shù)字要求的是______，應(yīng)寫成______在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B之間，B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)未畫出，重錘的質(zhì)量為，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求當(dāng)打點(diǎn)針打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能比開始下落時(shí)減少了______J；這時(shí)它的動(dòng)能是______J.取，結(jié)果保留三位有效數(shù)字

（3）實(shí)驗(yàn)中往往出現(xiàn)重錘重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量，其主要原因是______．

Answer 1

【答案】AC OC 摩擦阻力的作用

【解析】

（1）對(duì)于實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚；

（2）紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能，根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值；

（3）明確該實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因，即可正確解答；

（1）、應(yīng)該將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，故A錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放重物，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；

（2）選用最小刻度為mm的刻度尺，應(yīng)該估讀到毫米的下一位，故OC讀數(shù)不符合有效數(shù)字要求，應(yīng)該讀為；
重力勢能的減小量等于重力做功，因此有：

勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，因此有：

這時(shí)它的動(dòng)能是：。

（3）由于空氣阻力以及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦阻力作用，導(dǎo)致重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此實(shí)驗(yàn)中往往出現(xiàn)重錘重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量；