10.在探究重錘重力勢(shì)能的減少與它動(dòng)能增加的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點(diǎn),如圖所示,相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,長(zhǎng)度單位是cm,g取9.8m/s2.求:

(1)以下步驟中僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分,在這些步驟中多余的有AE(填代號(hào)).
(A)用天平稱出重錘的質(zhì)量.
(B)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來(lái).
(C)把紙帶的一端固定在重錘上,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,把重錘提升到一定的高度.
(D)接通電源,釋放紙帶.
(E)用秒表測(cè)出重錘下落的時(shí)間.
(2)從點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中,物體重力勢(shì)能的減小量△EP=0.49J,動(dòng)能的增加量△EK=0.48J(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).
(3)即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,數(shù)據(jù)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下,該實(shí)驗(yàn)求得的△EP也一定略大于△EK,這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果,試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能.

分析 (1)利用該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)原理分析即可.(2)紙帶實(shí)驗(yàn)中,若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng),測(cè)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;根據(jù)速度大小可以求出動(dòng)能.根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值.(3)由于紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量.

解答 解:(1)A、由于重力勢(shì)能和動(dòng)能都有質(zhì)量,可以消掉,實(shí)驗(yàn)不需要用天平稱出質(zhì)量,故A多余;
B、應(yīng)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,并用導(dǎo)線把它和低壓交流電源連接起來(lái),故B需要;
C、把紙帶的一端固定在重錘上,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,把重錘提升到一定的高度,便于實(shí)驗(yàn)操作,故C需要;
D、先接通電源,再放開紙帶,故D需要;
E、由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)儀器,所以不需要秒表,故E多余;
本題選多余的,故選:AE.
(2)物體重力勢(shì)能減小量△EP=mgh=1×9.8×0.05J=0.49J
中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大。簐B=$\frac{{s}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0702-0.031}{0.04}$m/s=0.98m/s
動(dòng)能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=0.48J
(3)由于紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量.
故答案為:(1)AE;(2)0.49;0.48;(3)紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能.

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理,從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等,會(huì)起到事半功倍的效果.

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A.$\frac{Φ}{S}$B.$\frac{E}{Lv}$C.$\frac{F}{IL}$D.$\sqrt{\frac{FR}{{L}^{2}v}}$

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