Question

2．在用重錘自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清楚，可舍去前面比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)比較清楚的紙帶，同樣可以驗(yàn)證．如圖1所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，相鄰各點(diǎn)的間距已量出并標(biāo)注在紙帶上，若已知：所用打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）實(shí)驗(yàn)中要盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差，必須注意哪些方面C．（填序號）
A．實(shí)驗(yàn)中，在體積和外形相同的前提下，應(yīng)選用質(zhì)量較小的物體做為重物，以忽略空氣阻力對它的影響．
B．重物和紙帶下落過程中所克服阻力就是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器間的摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)讓打點(diǎn)計(jì)時器平面和紙帶平面平行，以減少摩擦
（2）設(shè)重物的質(zhì)量為m，根據(jù)紙帶提供的物理量計(jì)算，v_A=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$； v_F=$\frac{{x}_{6}+{x}_{7}}{2T}$；
打點(diǎn)計(jì)時器自打A點(diǎn)到打出F點(diǎn)過程中：
重力勢能的減少量△E_P=mg（x₂+x₃+x₄+x₅）；
動能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}m（{{v}_{F}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$．（用v_A、v_F表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法．
（2）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A、F的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）A、為了減小阻力的影響，實(shí)驗(yàn)時，在體積和外形相同的前提下，應(yīng)選用質(zhì)量較大的物體做為重物，故A錯誤．
B、重物和紙帶下落過程中所克服阻力是重物所受的阻力，以及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器間的摩擦力，故B錯誤．
C、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)讓打點(diǎn)計(jì)時器平面和紙帶平面平行，以減少摩擦，故C正確．
故選：C．
（2）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知，${v}_{A}=\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$，${v}_{F}=\frac{{x}_{6}+{x}_{7}}{2T}$，重力勢能的減小量△E_p=mg（x₂+x₃+x₄+x₅），動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m（{{v}_{F}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$．
故答案為：（1）C，（2）$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$，$\frac{{x}_{6}+{x}_{7}}{2T}$，mg（x₂+x₃+x₄+x₅），$\frac{1}{2}m（{{v}_{F}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會根據(jù)紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．