Question

【題目】某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

①下面列舉了幾個(gè)操作步驟：

A. 按照?qǐng)D示的裝置安裝儀器；

B. 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的6V直流輸出端上；

C. 先釋放懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關(guān)打出一條紙帶；

D. 測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；

E. 根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算重錘下落過程減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。

上述步驟中操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E有_______________

②已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g=9.80m／s2。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示。紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量，圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA=70.99cm、hB=78.57cm和hC=86.59cm的值，已知所用重錘質(zhì)量為0.30kg。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

該同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，研究OB段對(duì)應(yīng)的下落過程機(jī)械能是否守恒：

重力勢(shì)能減少量為_________J，動(dòng)能增加量為__________J

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可得到結(jié)論：___________________________

③在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是：在重錘下落過程存在著阻力的作用。

請(qǐng)你根據(jù)紙帶上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，估測(cè)在本次試驗(yàn)下落過程中重錘受到的阻力f與重錘重力G的比值：_________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 BC 2.31 J 2.28J 在誤差允許的范圍內(nèi)重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量近似相等，物體機(jī)械能守恒 0.013

【解析】 (1)B:將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤；

C:先接通電源，再釋放紙帶，打出一條紙帶，故C錯(cuò)誤；

故選：BC。

(2)根據(jù)重力勢(shì)能的定義式，從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重錘重力勢(shì)能減小量為：

△EP=mghB=0.3×9.8×0.7857J=2.31J；

利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有：

此過程中物體動(dòng)能的增加量為：△EK=EkB0=2.28J。

在誤差范圍內(nèi)，物體減小的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能近似相等，機(jī)械能守恒。

(3)物體減小的機(jī)械能等于克服摩擦力做的功： ， ，f=0.038N，