Question

3．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中（如圖1）．
（1）下列實(shí)驗(yàn)操作順序正確合理的一項(xiàng)是B（填序號(hào)）
A．先將固定在重物上的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上
B．先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下方，再接通電源
C．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
D．先取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶，再切斷打點(diǎn)計(jì)器的電源
（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?br />g=9.8m/s²，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量1.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖2，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A，B，C，D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A，B，C，D個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.70cm，85.73cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少等于7.61J，動(dòng)能增加量等于7.57J．（計(jì)算結(jié)果留三位有效數(shù)字）
實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定操作中步驟的先后順序．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，再將固定在重物上的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)前先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下方，再接通電源，故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放重物，故C錯(cuò)誤．
D、實(shí)驗(yàn)后先關(guān)閉電源，再取下紙帶，故D錯(cuò)誤．
故選：B．
（2）重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量為△E_p=mgh=1×9.8×0.777J≈7.61J；
C點(diǎn)的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}$m/s=3.89m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×1×3.8{9}^{2}$≈7.57J．
實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）B，
（2）7.61，7.57，在誤差允許范圍內(nèi)，重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 紙帶問題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，對(duì)于這類問題要熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和推論進(jìn)行求解，計(jì)算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．