Question

（1）在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm、0.19cm、0.25cm，從紙帶中可看出

丙

學(xué)生在操作上肯定有錯(cuò)誤，可能的原因是

先放手后插電源

．
（2）在一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），單位cm，那么紙帶的

左

端與重物相連； 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=

0.975m/s

； 從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能減少量△E_P=

0.49J

； 此過程中物體動(dòng)能的增加量△E_K=

0.48J

（g=9.80m/s²）； 通過計(jì)算，數(shù)值上△E_P

＞

△E_K（填“＞”、“=”、或“＜”），這是因?yàn)?!--BA-->

運(yùn)動(dòng)過程存在阻力

；實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是

在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒

．

Answer 1

分析：（1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，這樣才能真正的了解具體操作的含義，正確分析誤差產(chǎn)生的原因．
（2）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答：解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，打點(diǎn)周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高h=

1

2

gt2≈

1

2

×9.8×(0.02)2m≈2mm所以所選的紙帶最初兩點(diǎn)間的距離接近2 mm，量出各紙帶上第一、二兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出丙同學(xué)在操作上誤差較大，具體原因就是先釋放紙帶后接電源，打點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)時(shí)已經(jīng)有了速度，導(dǎo)致開始兩點(diǎn)之間的距離大于2mm．
故答案為：丙；先放手后插電源．
（2）物體下落時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，因此所打點(diǎn)距會(huì)越來越大，故紙帶的左端與重物相連；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度有：
vB=

xAC

2T

=

(7.0-3.1)cm

2×0.02s

=0.975m/s
根據(jù)功能關(guān)系可知，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能的減少量為：
△E_P=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J
△Ek=

1

2

mvB2≈0.48J
由此可知重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，其原因是物體下落過程中存在阻力，因此在誤差范圍內(nèi)物體機(jī)械能守恒．
故答案為：左，0.975m/s，0.49J，0.48J，＞，運(yùn)動(dòng)過程存在阻力，在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題，對(duì)于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，我們有時(shí)也需要實(shí)驗(yàn)原理、測(cè)量數(shù)據(jù)等各個(gè)方面分析產(chǎn)生誤差的原因．