Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝9.80m/s²。實(shí)驗(yàn)小組選出的一條紙帶如圖乙所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期T=0.02s。

（1）要驗(yàn)證重錘下落過程中符合機(jī)械能守恒，除了圖示器材，以下實(shí)驗(yàn)器材必須要選取的有___________。（填寫字母代號(hào)）
A．秒表        B．刻度尺         C．天平          D．交流電源
（2）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒的規(guī)律，我們需要證明的表達(dá)式為（請(qǐng)根據(jù)題目已知和圖乙中測(cè)量量的符號(hào)寫出表達(dá)式）__________________。
（3）實(shí)驗(yàn)中由于阻力的存在，預(yù)計(jì)在此實(shí)驗(yàn)中重力勢(shì)能的減少量應(yīng)該_____________動(dòng)能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）進(jìn)一步測(cè)得圖乙中h₁=12.01cm，h₂=7.14cm，h₃=8.71cm。若重錘的質(zhì)量為0.10kg，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了    J，此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加了       J。（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（5）根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可能出現(xiàn)的問題是                               。

Answer 1

（1）BD；（2）g(h₁+h₂)= ；（3）大于；（4）0.188；0.196；（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放紙帶，然后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源。

解析試題解析：（1）圖示中的器材已經(jīng)知道了，但實(shí)驗(yàn)時(shí)我們還需要選取的是刻度尺，用它來測(cè)距離，還需要交流電流，用它來讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作；而秒表與天平就不需要了，故選BD。
（2）由于O為第一個(gè)點(diǎn)，動(dòng)能為零，我們?cè)僖訠點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則O點(diǎn)的重力勢(shì)能為mg(h₁+h₂)；B點(diǎn)的速度為v_B=，所以B點(diǎn)的動(dòng)能為，故需要證明的表達(dá)式為mg(h₁+h₂)= ，即g(h₁+h₂)= ；
(3)由于阻力的存在，動(dòng)能的增量會(huì)減少，故重力勢(shì)能的減少量應(yīng)該大于動(dòng)能的增加量；
（4）將數(shù)據(jù)代入計(jì)算得，重力勢(shì)能減少了：mg(h₁+h₂)=0.1×9.8×（0.1201+0.0714）J=0.188J；動(dòng)能增加了：=J=0.196J；
（5）由于實(shí)際的結(jié)果是動(dòng)能的增量大于重力勢(shì)能的增量，故其出現(xiàn)的問題是實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放紙帶，然后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，說明打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)，紙帶已經(jīng)具有一定的速度了。
考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。