Question

19．利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置探究重物下落過程中動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化問題．
（1）實(shí)驗(yàn)操作步驟如下，請(qǐng)將步驟B補(bǔ)充完整：
A．按實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；
B．使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接著先接通電源，后放開紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；（填“放開紙帶”或“接通電源”）
C．圖2為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，O點(diǎn)與第2點(diǎn)的距離約為2mm，分別測(cè)出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C…與O點(diǎn)之間的距離h_A、h_B、h_C…．
（2）驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒時(shí)，兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，重力加速度為g，|△E_p|表示O點(diǎn)至C點(diǎn)過程重物重力勢(shì)能減少量，△E_k表示O點(diǎn)至C點(diǎn)過程重物動(dòng)能的增加量，實(shí)驗(yàn)中計(jì)算C點(diǎn)的速度，甲同學(xué)用v_C=7gT來計(jì)算，可以推斷|△E_p|＜△E_k（填“＞”或“=”或“＜”）；乙同學(xué)用v_C=$\frac{{h}_{D}-{h}_{B}}{2T}$來計(jì)算，可以推斷|△E_p|＞△E_k（填“＞”或“=”或“＜”）；丙同學(xué)用v_C=$\sqrt{2g{h}_{C}}$來計(jì)算，可以推斷|△E_p|=△E_k（填“＞”或“=”或“＜”）．其中乙同學(xué)的計(jì)算方法更符合實(shí)驗(yàn)要求．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
根據(jù)某段時(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，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重力加速度的大小；注意不能根據(jù)v²=2gh以及v=gt來求解速度和動(dòng)能．

解答 解：（1）為了有效地使用紙帶，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開紙帶；
（2）甲同學(xué)用v_C=7gT來計(jì)算C點(diǎn)的速度，由于實(shí)際下落中受到空氣阻力，下落加速度小于g，故算出的速度大于實(shí)際速度，因此可知?jiǎng)幽艿淖兓�量大于重力�?shì)能減小量；
乙同學(xué)利用平均速度求C點(diǎn)的速度，由于空氣阻力作用，減小的重力勢(shì)能一定大于增加的動(dòng)能；
丙同學(xué)利用v_C=$\sqrt{2g{h}_{C}}$計(jì)算，則可知，mgh=$\frac{1}{2}$mv_C²；因此減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能；
其中乙同學(xué)的處理符合實(shí)際情況，更符合實(shí)際實(shí)驗(yàn)要求．
故答案為：（1）接通電源；放開紙帶； （2）＜；＞；=；乙

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，會(huì)分析實(shí)驗(yàn)誤差，能正確求解動(dòng)能的增加量．