Question

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。繞過定滑輪的細(xì)線連接物塊A和B，A和B的質(zhì)量相同，B上套有一鐵環(huán)C，A的下端與穿過打點計時器的紙帶相連。開始時固定物塊A，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，打點計時器所接交流電的頻率為50Hz。

(1)接通電源，再釋放物塊A，物塊B在下落過程中穿過圓環(huán)D時，鐵環(huán)C與B分離落到圓環(huán)D上.如圖是該過程打出的一條紙帶，已測出了紙帶上離第一個點O較遠(yuǎn)的一些點到O點的距離。由紙帶可知，鐵環(huán)C運動到圓環(huán)D處時的速度大小為v=______m/s（保留3位有效數(shù)字）.

(2)要驗證機械能守恒，還需要測量的物理量為__________。

A．開始時，鐵環(huán)C和圓環(huán)D間的高度差h

B．鐵環(huán)C的質(zhì)量mC

C．物塊A和B的質(zhì)量mA、mB

D．鐵環(huán)C運動到D所用的時間t

(3)實驗只要驗證表達(dá)式____________（用(1)問中的v和(2)問中所測量的物理量的符號表示）在誤差允許的范圍內(nèi)成立，則機械能守恒得到驗證.在實驗中存在誤差的原因有哪些？（至少寫出一條）_______________.

Answer 1

【答案】2.01 A、B、C ①由于空氣的阻礙作用；②紙帶和打點計時器的摩擦作用；③紙帶的重力影響

【解析】

(1)A和B的質(zhì)量相同，那么鐵環(huán)C運動到圓環(huán)D處后，AB做勻速直線，根據(jù)，即可求解；(2)選取整體系統(tǒng)，要驗證系統(tǒng)機械能守恒，則必須滿足只有重力做功，即可判定.

(1)鐵環(huán)C運動到圓環(huán)D處時的速度大小即為鐵環(huán)被擋住后，A、B勻速運動的速度，由紙帶可以求得：

(2)要驗證機械能守恒，鐵環(huán)C從開始下落到運動到D處過程中，有：，

由于A、B質(zhì)量相等，因此要驗證的表達(dá)式為，因此還需要測量的量為ABC.

(3)主要的誤差來源有：①由于空氣的阻礙作用；②紙帶和打點計時器的摩擦作用；③紙帶的重力影響.