Question

在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為1kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)（如圖1）．如圖2為選取的符合實(shí)驗(yàn)要求的一條紙帶，0為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50HZ，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²．那么，

（1）實(shí)驗(yàn)中，下面哪些測(cè)量工具是必需的？______．
A．天平B．直流電源C．刻度尺D．秒表
（2）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是______
A．選用的重錘質(zhì)量過大
B．?dāng)?shù)據(jù)處理時(shí)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤
C．空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不夠細(xì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確
（3）紙帶的______端（選擇“左”或“右”）與重物相連；
（4）圖2中應(yīng)取0點(diǎn)與______點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒
（5）從0點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能減少量______J，動(dòng)能的增加量______J．（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）A、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、

1

2

mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故A錯(cuò)誤；
B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故B錯(cuò)誤；
C、我們需要刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，故C正確；
D、通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)可以計(jì)算時(shí)間，故D錯(cuò)誤．
故選：C．
（2）在該實(shí)驗(yàn)中，由于摩擦力、空氣阻力等阻力的存在，重錘減小的重力勢(shì)能總是稍稍大于重錘動(dòng)能的增加量；若重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加量，而且比較明顯，就要考慮阻力太大的原因．在該實(shí)驗(yàn)過程的步驟中，沒有檢查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔是否在同一條豎直線上，也會(huì)導(dǎo)致摩擦力太大；故C正確，ABD錯(cuò)誤．
故選：C
（3）重物下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來越遠(yuǎn)，故應(yīng)該是左端連接重物．
（4）驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△E_p=mgh和增加的動(dòng)能△E_k=

1

2

mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．故選B點(diǎn)．
（3）減少的重力勢(shì)能為：△E_p=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=

xAC

2T

=

0.2323-0.1555

0.04

=1.93m/s
所以增加的動(dòng)能為：△E_k=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×1.932=1.84J．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）左；（4）B；（5）1.88，1.84