Question

11．“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法：
（1）①實驗時，釋放紙帶與接通電源的合理順序是先接通電源后釋放紙帶；
②實驗中，要從幾條打上點的紙中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm并且點跡清晰的紙帶進行測量．
（2）若實驗中所使用的重物質量為m=1kg，打點紙帶如圖所示，數(shù)據(jù)都從同一點O開始測量，A．B．C為連續(xù)的三個點，若以起始點O點為參考點，打點計時器工作頻率為50Hz，則記錄B點時，重物的速度v_B=0.6m/s，重物的動能為E_K=0.180J．從開始下落到B點，重物的重力勢能改變量是△E_P=0.181J．（E_K、△E_P保留三位小數(shù)，g=10m/s²）因此，可以得出的結論是：在誤差范圍內機械能守恒．

Answer 1

分析 （1）明確該實驗的實驗原理，了解具體操作細節(jié)，正確應用勻變速直線運動的規(guī)律以及推論即可正確解答該題；
（2）根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出B點的速度大小，進一步可求出其動能，根據(jù)勢能的定義可以求出勢能的改變量，從而驗證機械能是否守恒．

解答 解：（1）為了提高紙帶的利用率，盡量多的在紙帶上打點，要先打點后釋放紙帶．
因為初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動，在0.02s內的位移為2mm，所以選用點跡清晰，第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)．
（2）B點的速度為：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0318-0.0078}{2×0.02}$=0.600m/s
重物的動能為：E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=0.180（J）
重力勢能的該變量為：mgh_OB=0.181（J）
由于重物下落時克服阻力做功，因此重力勢能減小量略大于動能增加量，故在誤差范圍內機械能守恒．
故答案為：（1）先接通電源后釋放紙帶；2mm；
（2）0.6，0.180，0.181，在誤差范圍內機械能守恒．

點評 驗證機械能守恒是中學階段的基礎實驗，要從實驗原理出發(fā)來理解實驗同時注意平時加強練習．