Question

2．用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律．下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到電源的“交流輸出”上
C．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源打出一條紙帶
D．測量紙帶上某些點間的距離
E．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力力勢能是否等于增加的動能．

I．其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是C（填選項對應(yīng)的字母）
Ⅱ．在實驗中，質(zhì)量m為1.0kg的重物自由下落，帶動紙帶打出一系列的點，如圖2所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s，距離單位為cm．
（1）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體速度v_B=0.98m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）某同學(xué)從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，計算出物體的動能增加量△E_k=0.48J，勢能減少量△E_P=0.49J （g=9.8m/s²）．該同學(xué)的計算方法和過程并沒有錯誤．卻出現(xiàn)了△E_k＜△E_P的結(jié)果．試問這一結(jié)果是否合理？答：合理．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定不正確的操作步驟．
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度．重力勢能的減小量略大于動能的增加量，是因為阻力的影響．

解答 解：Ⅰ、實驗中應(yīng)先接通電源，再釋放重物，故C操作不當(dāng)．
Ⅱ、（1）B點的瞬時速度等于AC段的平均速度，則${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s．
（2）該同學(xué)的計算方法和過程并沒有錯誤．卻出現(xiàn)了△E_k＜△E_P的結(jié)果，這一結(jié)果是合理的，因為由于阻力的影響，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：Ⅰ、C，Ⅱ、（1）0.98，（2）合理．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及誤差形成的原因，掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度，難度不大．