Question

用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)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(diǎn)．對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上

C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量

D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源打出一條紙帶

E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離

F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．

Ⅰ、其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是_____．（將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處）

Ⅱ、在實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m為1.0kg的重物自由下落，帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)，如圖所示。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，距離單位為cm。

（1）紙帶的___________端與重物相連；

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=___________m/s；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（3）某同學(xué)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，計(jì)算出物體的動(dòng)能增加量ΔE_K=0.48J，勢(shì)能減少量ΔE_P=0.49J（g=9.8m/s²），該同學(xué)的計(jì)算方法和過程并沒有錯(cuò)誤，卻出現(xiàn)了ΔE_K<ΔE_P的結(jié)果，試問這一結(jié)果是否合理？答：________________。

（4）另一名同學(xué)用計(jì)算出B的動(dòng)能E_K=0.49J，恰好與勢(shì)能減少量ΔE_P相等，于是該同學(xué)得出結(jié)論“重物下落過程中機(jī)械能守恒”，試問該同學(xué)的做法是否合理？

答：________________。

 

Answer 1

【答案】

 Ⅰ、BCD；Ⅱ、（1）左（或0）；（2）0.98；（3）合理；（4）不合理

【解析】

試題分析: ：A、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要測(cè)出重物的質(zhì)量；

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是交流電源；C、先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落，在紙帶上打出一系列點(diǎn)，利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故沒有必要進(jìn)行的或者操作不 當(dāng)?shù)牟襟E是BCD；

自由下落是一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)，從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連

根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度有

通過計(jì)算可知?jiǎng)幽艿脑黾恿啃∮谥亓��?shì)能的減小量，其原因是物體在下落過程中克服摩擦阻力做功，導(dǎo)致重力勢(shì)能沒有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．所以合理

用計(jì)算出B的動(dòng)能E_K=0.49J，恰好與勢(shì)能減少量ΔE_P相等相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律來證明機(jī)械能守恒定律，不合理。

考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律