Question

10．某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．
①下面列舉了幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝儀器；
B．將打點計時器接到電源的6V直流輸出端上；
C．先釋放懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關打出一條紙帶；
D．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；
E．根據(jù)測量結果計算重錘下落過程減少的重力勢能是否等于增加的動能．
上述步驟中操作不恰當?shù)牟襟E有BC

②已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度為g=9.80m/s²．實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示．紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離h_A=70.99cm、h_B=78.57cm和h_C=86.59cm的值，已知所用重錘質量為0.30kg．（結果保留三位有效數(shù)字）
該同學根據(jù)以上數(shù)據(jù)，研究OB段對應的下落過程機械能是否守恒：
重力勢能減少量為2.31J，動能增加量為2.28J
根據(jù)計算結果可得到結論：在誤差允許的范圍內重力勢能減少量和動能增加量近似相等，物體機械能守恒
③在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是：在重錘下落過程存在著阻力的作用．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗的原理以及注意事項確定不恰當?shù)恼�確步驟．
②根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：①打點計時器應接交流電源，故B錯誤．
實驗時應先接通電源，再釋放紙帶，故C錯誤．
故選：BC．
②對于OB段，重力勢能的減小量為：△E_p=mgh_OB=0.30×9.8×0.7857J≈2.31J
B點的瞬時速度為：${v}_{B}=\frac{{h}_{OC}-{h}_{OA}}{2T}=\frac{0.8659-0.7099}{0.04}$m/s=3.9m/s
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.3×3．{9}^{2}$J≈2.28J．
可知在誤差允許的范圍內重力勢能減少量和動能增加量近似相等，物體機械能守恒．
故答案為：①BC，②2.31，2.28，在誤差允許的范圍內重力勢能減少量和動能增加量近似相等，物體機械能守恒．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．