Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律。繞過(guò)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。開始時(shí)固定物塊A，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)程中穿過(guò)圓環(huán)D時(shí)，鐵環(huán)C與B分離落到圓環(huán)D上。圖乙是該過(guò)程打出的一條紙帶，已測(cè)出了紙帶上離第一個(gè)點(diǎn)O較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。由紙帶可知，鐵環(huán)C運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)D處時(shí)的速度大小為v=______m/s（保留3位有效數(shù)字）

（2）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，還需要測(cè)量的物理量為__________。

A．開始時(shí)，鐵環(huán)C和圓環(huán)D間的高度差h

B．開始時(shí)物塊B離地面的高度hB

C．物塊A和B的質(zhì)量mA、mB 及鐵環(huán)C的質(zhì)量mC

D．鐵環(huán)C運(yùn)動(dòng)到D所用的時(shí)間t

（3）實(shí)驗(yàn)只要驗(yàn)證表達(dá)式______________________[用（1）問中的v和（2）問中所測(cè)量的物理量的符號(hào)表示]在誤差允許的范圍內(nèi)成立，則機(jī)械能守恒得到驗(yàn)證。

在實(shí)驗(yàn)中存在誤差的原因有哪些？（至少寫出一條）____________________________

Answer 1

【答案】2.01 AC ①由于空氣的阻礙作用；②紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦作用；③紙帶的重力影響

【解析】

結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移和時(shí)間求出B剛穿過(guò)D時(shí)的速度大小。根據(jù)題意應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后分析答題；由于存在阻力，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成誤差．

（1）鐵環(huán)C運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)D處時(shí)的速度大小即為鐵環(huán)被擋住后，A、B勻速運(yùn)動(dòng)的速度，由紙帶可以求得；
（2）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，鐵環(huán)C從開始下落到運(yùn)動(dòng)到D處過(guò)程中，有：，由于A、B質(zhì)量相等，因此要驗(yàn)證的表達(dá)式為：，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量：開始時(shí)，鐵環(huán)C和圓環(huán)D間的高度差h，鐵環(huán)C的質(zhì)量mC，物塊A和B的質(zhì)量mA、mB，故選：AC；
（3）由（2）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為；

實(shí)驗(yàn)中存在誤差有：①由于空氣的阻力作用；②紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦作用；③紙帶的重力影響．