Question

2．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)”，在本實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)需要的測量器材是B．
        A．秒表                B．刻度尺
（2）實(shí)驗(yàn)過程下列做法中正確的是B．
        A．重物選用密度小的物體          B．兩個(gè)限位孔在同一豎直線上          C．先釋放紙帶，后接通電源
（3）若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=0.2kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，正確操作得到的紙帶如圖2所示，0點(diǎn)對(duì)應(yīng)重物開始下落的時(shí)刻，另選連續(xù)的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測量的點(diǎn)，圖2中的數(shù)據(jù)分別為計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C到起始點(diǎn)O的距離，取重力加速度g=9.8m/s²，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)，重物的速度大小是2.16m/s，重物的動(dòng)能為0.467J，從起始點(diǎn)O到計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量為0.470J．（結(jié)果保留三維有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（3）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出重物的動(dòng)能，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 接：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接記錄時(shí)間，不需要用秒表測量時(shí)間，實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測量點(diǎn)跡間的距離，從而得出下降的高度以及求出瞬時(shí)速度，故選：B．
（2）A、為了減小阻力的影響，重物應(yīng)選取質(zhì)量大一些，體積小一些的，故A錯(cuò)誤．
B、為了減小阻力的影響，兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上，故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤．
故選：B．
（3）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（29.07-20.43）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=2.16m/s，則重物的動(dòng)能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×2.1{6}^{2}$J=0.467J，從起始點(diǎn)O到計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量△E_p=mgh=0.2×9.8×0.24J=0.470J．
故答案為：（1）B，（2）B，（3）2.16，0.467，0.470．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．