Question

19．利用圖1實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題．
（1）實驗操作步驟如下，請將步驟B補充完整：
A．按實驗要求安裝好實驗裝置；
B．使重物靠近打點計時器，接著先接通電源，后放開紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列的點；（填“放開紙帶”或“接通電源”）
C．圖2為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一個點，O點與第2點的距離約為2mm，分別測出若干連續(xù)點A、B、C…與O點之間的距離h_A、h_B、h_C…．
（2）驗證機(jī)械能是否守恒時，兩點間的時間間隔為T，重力加速度為g，|△E_p|表示O點至C點過程重物重力勢能減少量，△E_k表示O點至C點過程重物動能的增加量，實驗中計算C點的速度，甲同學(xué)用v_C=7gT來計算，可以推斷|△E_p|＜△E_k（填“＞”或“=”或“＜”）；乙同學(xué)用v_C=$\frac{{h}_{D}-{h}_{B}}{2T}$來計算，可以推斷|△E_p|＞△E_k（填“＞”或“=”或“＜”）；丙同學(xué)用v_C=$\sqrt{2g{h}_{C}}$來計算，可以推斷|△E_p|=△E_k（填“＞”或“=”或“＜”）．其中乙同學(xué)的計算方法更符合實驗要求．

Answer 1

分析 實驗時，應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，重物靠近打點計時器．
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重力加速度的大��；注意不能根據(jù)v²=2gh以及v=gt來求解速度和動能．

解答 解：（1）為了有效地使用紙帶，重物應(yīng)靠近打點計時器，實驗時先接通電源，待打點穩(wěn)定后再放開紙帶；
（2）甲同學(xué)用v_C=7gT來計算C點的速度，由于實際下落中受到空氣阻力，下落加速度小于g，故算出的速度大于實際速度，因此可知動能的變化量大于重力勢能減小量；
乙同學(xué)利用平均速度求C點的速度，由于空氣阻力作用，減小的重力勢能一定大于增加的動能；
丙同學(xué)利用v_C=$\sqrt{2g{h}_{C}}$計算，則可知，mgh=$\frac{1}{2}$mv_C²；因此減小的重力勢能等于增加的動能；
其中乙同學(xué)的處理符合實際情況，更符合實際實驗要求．
故答案為：（1）接通電源；放開紙帶； （2）＜；＞；=；乙

點評 本題考查驗證機(jī)械能守恒定律的實驗，要注意明確實驗原理，會分析實驗誤差，能正確求解動能的增加量．