Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（1）經(jīng)分析比較后，其中最理想的實(shí)驗(yàn)裝置是 （選填“甲”“乙”“丙”）．

（2）下圖是利用最理想的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，圖中點(diǎn)1是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，其他各點(diǎn)是緊接著連續(xù)打出的點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)第1、2兩點(diǎn)之間 的距離明顯大于2mm，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作時(shí) ．

（3）已知重錘的質(zhì)量為m，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，僅考慮出現(xiàn)（2）所述情況所帶來的影響時(shí)，設(shè)從打第1點(diǎn)到打第6點(diǎn)過程中重錘減少的重力勢(shì)能為，則下列關(guān)系式正確的是 （填選項(xiàng)前的字母）

A． B． C．

（4）若實(shí)驗(yàn)操作正確，某同學(xué)根據(jù)公式計(jì)算出從第1點(diǎn)到第6點(diǎn)重錘動(dòng)能增加量，由計(jì)算出重力勢(shì)能的減少量，再根據(jù)得出重錘在下落過程中機(jī)械能守恒的結(jié)論，則該探究過程是 （選填 “合理”或“不合理”）的，理由是 ．

Answer 1

【答案】

【解析】（1）甲 （2）先釋放紙帶后接通電源 （3）C （4）不合理，應(yīng)根據(jù)計(jì)算打第6點(diǎn)時(shí)的速度，然后計(jì)算第6點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)能．

試題分析：（1）圖乙中，重錘離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，只能在紙帶的后半部分打點(diǎn)，紙帶的利用率太低，不利于減小實(shí)驗(yàn)誤差；圖丙中用手進(jìn)行紙帶的固定一方面，由于手的抖動(dòng)會(huì)造成紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)跡被拖長或位置不能確定；另一方面不便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，會(huì)導(dǎo)致紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦，故甲裝置是最理想的．

（2）根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，若“1”為所打的第一個(gè)點(diǎn)，則第1、2兩點(diǎn)之間的距離h=12gt2，大約為2mm，如果發(fā)現(xiàn)打下的第1、2兩點(diǎn)之間的距離大約為4mm，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)釋放紙帶前未打開電源，也就是打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶已經(jīng)有了速度即操作中先釋放紙帶后接通電源．

（3）由于開始計(jì)時(shí)時(shí)物體已經(jīng)具有一定的速度，因此從打第1點(diǎn)到打第6點(diǎn)過程中重錘減少的重力勢(shì)能小于打“6”點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，故A、B錯(cuò)誤，C正確．

（4）該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎�道自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律v2=2gh求解速度，那么就不需要驗(yàn)證了，應(yīng)該根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，求出“6”點(diǎn)速度為，然后計(jì)算第6點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)能．