Question

10．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示．

（1）該實驗中使用電火花計時器，它的工作電壓是交流220V（填“交流220V”、“交流6V以下”或“直流6V以下”），紙帶下端所掛重物應(yīng)選圖乙中的C重物比較合適（填所選重物的字母）．
（2）按照正確的操作得到如圖丙所示的紙帶．其中打O點(diǎn)時釋放重物，A、B、C是打點(diǎn)計時器連續(xù)打下的三個點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖丙中（單位cm）．已知打點(diǎn)計時器打點(diǎn)時間間隔為0.02s，重物質(zhì)量為0.5kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g取9.80m/s²．
①這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是12.8．
②現(xiàn)選取重物在OB段的運(yùn)動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則打B點(diǎn)時重物的速度為1.57m/s，OB段動能增加量為0.616J，重力勢能減少量為0.627J（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
③即使在操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實驗測得的△E_P也一定略大于△E_K，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因：重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

Answer 1

分析 對于基本實驗儀器，首先理解儀器的工作原理，會正確使用實驗儀器，根據(jù)所測量數(shù)據(jù)正確進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及具體使用儀器的注意事項等．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該段時間內(nèi)的平均速度可以求出物體在B點(diǎn)時的速度，然后根據(jù)動能、勢能的定義進(jìn)一步求得動能、勢能的變化量；

解答 解：（1）根據(jù)打點(diǎn)計時器的構(gòu)造和具體使用我們知道，打點(diǎn)計時器的工作電源為交流電源，電火花打點(diǎn)計時器的工作電壓為220V，
紙帶下端所掛重物應(yīng)該體積小，質(zhì)量大，從而受到的阻力較小，而C是重鍾，故選C；
（2）①刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的后一位，三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是：12.8．
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該段時間內(nèi)的平均速度可以求出物體在B點(diǎn)時的速度，
則有：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{t}$=$\frac{0.1612-0.0984}{2×0.02}$m/s=1.57 m/s
動能的增量：△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×0.5×1.57²≈0.616 J
重力勢能的減少量：△E_p=mgh_B=0.5×9.8×0.128 J≈0.627 J．
③該實驗測得的△E_P也一定略大于△E_K，該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因：重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．
故答案：（1）交流220V； C；（2）①12.8；   ②1.57，0.616，0.627；
③重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

點(diǎn)評 對于基本實驗儀器不光要了解其工作原理，還要從實踐上去了解它，自己動手去操作，達(dá)到熟練使用的程度．
本題比較簡單，考查了驗證機(jī)械能守恒定律中基本方法的應(yīng)用，對于基本方法不能忽視，要在訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)，提高認(rèn)識．