Question

19．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)中
（1）下列敘述正確的是BC
A．應(yīng)該用天平稱出重錘的質(zhì)量
B．應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰、特別是第1、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶
C．操作時(shí)應(yīng)先通電再釋放紙帶
D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為4V-6V的直流電源上
（2）選出一條紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50H_Z交流電，用最小刻度為mm的刻度尺，測(cè)得OA=9.51cm，OB=12.42cm，OC=15.7cm．這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是15.7cm，應(yīng)該寫成15.70cm．
（3）該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的瞬時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為1.22m，而動(dòng)能的增加量為1.20m，（均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示）．這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量△E_P大于（填“大于”、“小于”或“等于”）動(dòng)能的增加量△E_k．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)有效數(shù)字的保留確定不符合的數(shù)據(jù)．
（3）根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某地時(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，從而得出動(dòng)能的增加量．根據(jù)能量守恒分析重力勢(shì)能減小量和動(dòng)能增加量之間的關(guān)系．

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，所以不需要天平測(cè)出重錘的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.0{2}^{2}m=2mm$知，應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰、特別是第1、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，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正確．
D、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接4-6V的交流電源，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．
（2）這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是15.7cm，應(yīng)該寫成15.70cm．
（3）重錘重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh=m×9.8×0.1242J≈1.22m，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1570-0.0951}{0.04}m/s$≈1.55m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×m×1.5{5}^{2}≈$1.20m．
由于阻力的存在，部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量．
故答案為：（1）BC，（2）15.7，15.70，（3）1.22m，1.20m，大于．

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