Question

16．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=1.00kg重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²，那么：

①紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
②根據(jù)下圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到B點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
③從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量△E_p=1.88J，動(dòng)能增加量△E_k=1.84J（結(jié)果取三位有效數(shù)字）．
④通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，△E_p大于△E_k（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因?yàn)橹匚锵侣溥^程中受到阻力作用．

Answer 1

分析 ①重物下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來(lái)越遠(yuǎn)，根據(jù)這個(gè)關(guān)系判斷那一端連接重物．
②驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh和增加的動(dòng)能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．
③減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh，增加的動(dòng)能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，v可由從紙帶上計(jì)算出來(lái)．
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，明確誤差來(lái)源．

解答 解：①重物下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來(lái)越遠(yuǎn)，故應(yīng)該是左端連接重物．
②驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh和增加的動(dòng)能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．故選B點(diǎn)．
③減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{（23.28-15.55）×1{0}^{-2}}{2×0.02}$=1.9325m/s
所以：增加的動(dòng)能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}×9.8×1.932{5}^{2}$=1.84J
④由計(jì)算可知，動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減小量；是因?yàn)橹匚锵侣溥^程中受到阻力的作用；
故答案為：①左；②B；③1.88；1.84④大于 重物下落過程中受到阻力作用（或克服阻力做功）

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)；正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所測(cè)數(shù)據(jù)，如何測(cè)量計(jì)算，會(huì)起到事半功倍的效果．