Question

在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m＝200 g的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點(diǎn)中的三個點(diǎn)．已知打點(diǎn)計時器每隔0．02 s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?i>g＝9．80 m/s²，那么：

（1）同學(xué)甲根據(jù)公式得（m/s）²，計算出從O點(diǎn)到B點(diǎn)重物動能增加量ΔE_k＝J，再由重力做功W=mg計算出重力勢能的減少量ΔE_p=0．376 J，于是他根據(jù)ΔE_k＝ΔE_p得出重物下落過程中機(jī)械能守恒的結(jié)論。該同學(xué)的探究過程是否合理？簡要說明理由。

答：________________________________________________________________________。

（2）同學(xué)乙還想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計算出紙帶下落的加速度為a=_________m/s²，從而計算出阻力f=________N

（3）若同學(xué)丙不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實現(xiàn)驗證機(jī)械能守恒定律的目的？若能，寫出要測量的物理量和驗證過程（可根據(jù)需要增加計數(shù)點(diǎn)，如D、E等）；若不能，簡要說明理由。

答：________________________________________________________________________

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Answer 1

答案：（1）不合理。應(yīng)根據(jù)v_B＝計算出B點(diǎn)的速度，然后計算B點(diǎn)的動能。（3分）

（2）9．5（2分），0．06（2分）

（3）能（1分），在C點(diǎn)后面再取幾個計數(shù)點(diǎn)D、E、F等，測出相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離、、、，根據(jù)和算出B、D點(diǎn)的速度及對應(yīng)的動能和，然后驗證mg（+）和是否相等。（2分）

解析：（1）同學(xué)甲的錯誤在于直接利用自由落體運(yùn)動的公式計算速度，達(dá)不到驗證的目的。（2）根據(jù)公式可得加速度a=9．5 m/s²，由牛頓第二定律mg-f=ma可得f=mg-ma=0．06N。（3）利用A點(diǎn)后面的紙帶，多取幾個計數(shù)點(diǎn)，測出相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離，便可算出有關(guān)計數(shù)點(diǎn)的速度及動能，根據(jù)即可實現(xiàn)驗證的目的。