Question

1．某同學(xué)利用重物的自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）下列實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是AB．
A．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線(xiàn)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在干電池上；
B．將連有重物的紙帶穿過(guò)限位孔，用手提住，讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
C．接通電源再松開(kāi)紙帶；
D．更換紙帶，重復(fù)幾次，選點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量；
（2）已知重物質(zhì)量為1.0kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，該同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，紙帶上第1個(gè)點(diǎn)記作O，測(cè)得第1個(gè)點(diǎn)與第2點(diǎn)間間距為2mm，另選三個(gè)連續(xù)的點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖2所示（圖中的數(shù)據(jù)為從起始點(diǎn)0到該測(cè)量點(diǎn)的距離），可知在打B點(diǎn)時(shí)重物的速度為0.790m/s；從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，重物的動(dòng)能增加量為0.312J，重力勢(shì)能減少量為0.318J，產(chǎn)生誤差的主要原因是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力做功．（計(jì)算結(jié)果均取三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定錯(cuò)誤的操作步驟．
（2）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，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源，故A錯(cuò)誤．
B、將連有重物的紙帶穿過(guò)限位孔，實(shí)驗(yàn)前，讓重物緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再松開(kāi)紙帶，故C正確．
D、更換紙帶，重復(fù)幾次，選點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量，故D正確．
本題選擇錯(cuò)誤的操作步驟，故選：AB．
（2）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（50.2-18.6）×1{0}^{-3}}{0.04}m/s$=0.790m/s，從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，重物的動(dòng)能增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.79{0}^{2}$≈0.312J，重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0324J≈0.318J，重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能的增加量，產(chǎn)生誤差的原因是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力做功．
故答案為：（1）AB；（2）0.790，0.312，0.318，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力做功．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．