Question

12．用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律時，所用交流電源的頻率為50Hz，得到如圖乙所示的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為s₀=19.00cm，點A、C間的距離為s₁=8.36cm，點C、E間的距離為s₂=9.88cm，g取9.8/s²

（1）下列做法正確的有AD
A．圖甲中的兩限位孔必須在同一豎直線上
B．實驗中需要測量出重錘的質(zhì)量
C．實驗時，先放手松開紙帶再接通打點計時器
D．為了減小實驗誤差，應選用密度較大的重錘
（2）若重錘質(zhì)量為m．選取O、C兩點為初末位置研究機械能守恒．重物減少的重力勢能是2.68mJ，打下C點時重物的動能是2.59mJ．（結果保留三位有效數(shù)字）
（3）實驗中，重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能，寫出一條產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是重物受到的空氣阻力或紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力．

Answer 1

分析 （1）了解實驗中的注意事項后分析解答．
（2）重物減少的重力勢能為mgh，根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點C時的速度大小，從而求出動能；
（3）由于空氣阻力和摩擦力阻力的作用重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能．

解答 解：（1）A、為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，故A正確．
B、因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去，不需要測量重錘的質(zhì)量，故B錯誤．
C、實驗時，先接通打點計時器電源再放手松開紙帶，故C錯誤．
D、實驗供選擇的重物應該相對質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，故D正確．
故選：AD．
（2）重物減少的重力勢能為：
△E_p=mgh=mg（s₀+s₁）=m×9.8m/s²×（19.00+8.36）×10^-2m≈2.68mJ
v_C=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}=\frac{0.0836+0.0988}{0.08}$=2.28m/s
則打下C點時的動能為${E}_{KC}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}m×{（2.28）}^{2}=2.59m$J
（3）由于阻力的作用重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能，這里的阻力主要來源于重物受到的空氣阻力和紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力．
故答案為：（1）AD；（2）2.68m，2.59m；（3）重物受到的空氣阻力或紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力

點評 本題考查了驗證機械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理方法，以及有關誤差分析，要學會根據(jù)可能產(chǎn)生誤差的原因進行分析．