Question

7．某同學(xué)利用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，其中沒有必要或者操作不當(dāng)?shù)氖茿D
A．用天平測(cè)出下落重物的質(zhì)量
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上
C．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到交流電源的輸出端
D．應(yīng)先釋放紙帶再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的開關(guān)
（2）實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)．?dāng)?shù)據(jù)如圖乙所示，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，g取9.80m/s²．求
①紙帶O端與重物相連（選填O或C）；
②從打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過程中，物體重力勢(shì)能的減少量△E_p=0.48J，動(dòng)能的增加量△E_k=0.47J；（兩空均保留兩位有效數(shù)字）
③根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶法實(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)速度和加速度，從而求出動(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．

解答 解：（1）A、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故A沒有必要；
B、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，故B正確；
C、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到交流電源的輸出端，故C正確；
D、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差．故D錯(cuò)誤．
故選：AD．
（2）①?gòu)募垘�上可以看�?點(diǎn)為打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的O端應(yīng)與重物相連．
②重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0486m J=0.48 J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{0.0702-0.0313}{2×0.02}$=0.97m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×$（0.97）²=0.47  J．
③根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）AD
（2）①O
②0.48；0.47
③在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留