Question

3．某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，在重物拖動(dòng)下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出了一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶，如圖2所示．在紙帶上選擇了三個(gè)點(diǎn)A、B、C，它們之間的距離AB=7.19cm，BC=7.57cm，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，則：

（1）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列器材不需要的是BD．
A、交流電源   B、天平   C、紙帶    D、秒表     E、刻度尺
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下B點(diǎn)時(shí)，重物的速度大小為3.69m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（3）通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，重物勢(shì)能的減少量總是大于重物動(dòng)能的增加量，其原因是：由于紙帶和重物下落時(shí)受到阻力作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度，因此需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（2）做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；
（3）重物下落過(guò)程中不可避免的受到阻力作用，重力勢(shì)能不可能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這是誤差的主要來(lái)源．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)要測(cè)量物體下落的速度，才能知道動(dòng)能，故需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度，秒表、天平都不需要．故BD正確、AC錯(cuò)誤．
（2）打B點(diǎn)時(shí)的速度v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0719+0.0757}{2×0.02}$=3.69m/s；
（3）在該實(shí)驗(yàn)中，由于摩擦力、空氣阻力等阻力的存在，重錘減小的重力勢(shì)能總是稍稍大于重錘動(dòng)能的增加量．
故答案為：（1）BD； （2）3.69；（3）由于紙帶和重物下落時(shí)受到阻力作用．

點(diǎn)評(píng) 要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒，熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題；重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．