Question

1．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為m=1.00kg，（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（1）甲、乙兩位學(xué)生分別用同一裝置打出兩條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.19cm和0.25cm．可見(jiàn)其中肯定有一位學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是乙（填“甲”或“乙”） 
（2）若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖所示，那么：
①紙帶的左（填“左”或“右”）端與重物相；
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.98m/s；
（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是△E_p=0.49J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△E_k=0.48J；
（4）通過(guò)計(jì)算可知△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”）這主要是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中存在阻力導(dǎo)致的；
（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 通過(guò)相等時(shí)間間隔內(nèi)位移的變化判斷紙帶的哪一端與重物相連．根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量；根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)間的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能的變化量．

解答 解：（1）根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可知前兩個(gè)點(diǎn)之間的最大距離：h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.0{2}^{2}=0.002m=0.2cm$
乙同學(xué)的前兩個(gè)點(diǎn)之間的距離是0.25cm，所以操作的過(guò)程存在錯(cuò)誤．
（2）重物在開(kāi)始下落時(shí)速度較慢，在紙帶上打的點(diǎn)較密，越往后，物體下落得越快，紙帶上的點(diǎn)越�。�所以，紙帶上靠近重物的一端的點(diǎn)較密，因此紙帶的左端與重物相連．
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s．
（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J．動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$=0.48J．
（4）可見(jiàn)重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，原因是實(shí)驗(yàn)中有阻力．
（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）乙；（2）①左，②0.98；（3）0.49 J，0.48 J；（4）＞，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中存在阻力；（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解加速度和瞬時(shí)速度．