Question

17．用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電．重物從高處由靜止開始下落，重物拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量及相關計算，即可驗證機械能守恒定律．
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件
B．用天平測出重物的質(zhì)量
C．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源開關打出一條紙帶
D．測量紙帶上某些點間的距離
E．計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能
其中沒有必要進行或者操作不當?shù)牟襟E是BC．
（2）在一次實驗中，質(zhì)量為m的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖乙所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s），長度單位cm，那么從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能的減少量△E_p=0.49mJ，此過程中重物動能的增加量△E_k=0.48mJ （g取9.8m/s²，數(shù)據(jù)結果均保留至小數(shù)點后兩位）；通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因為紙帶和重錘運動過程中受到阻力的作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定沒有必要進行的步驟和操作不當?shù)牟襟E；
（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(nèi)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）實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩邊都有質(zhì)量，可以約去，不需要運用天平測出重物的質(zhì)量，故B不必要；
實驗時，先接通電源，再釋放重物，故C錯誤．
本題選擇沒有必要或操作不當?shù)牟襟E，故選：BC．
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能的減少量△E_p=mgh=m×9.8×0.0501J=0.49mJ，
B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.0706-0.0314}{0.04}$m/s=0.98m/s，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×m×0.9{8}^{2}$J=0.48m J，
通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k，這是因為紙帶和重錘運動過程中受到阻力的作用．
故答案為：（1）BC�。�2）0.49m，0.48m，＞，紙帶和重錘運動過程中受到阻力的作用．

點評 紙帶的處理在高中實驗中用到多次，需要牢固的掌握．實驗原理是比較減少的重力勢能和增加的動能之間的關系，圍繞實驗原理記憶實驗過程和出現(xiàn)誤差的原因．