Question

2．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)讓質(zhì)量為m的重錘從高處由靜止開始下落，重錘上端拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)．如圖乙所示為實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，選取紙帶上連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E．測(cè)出C點(diǎn)距起始下落點(diǎn)O的距離OC=50.00cm，點(diǎn)A、E間的距離為AE=24.00cm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電周期為0.02秒，重錘的質(zhì)量m=0.20kg，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．由這些數(shù)據(jù)可以計(jì)算出：重錘下落到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為0.90J，從開始下落到C點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢(shì)能減少了0.98J．
兩者數(shù)值不一致的原因最可能是下列的C選項(xiàng)
A．重錘的質(zhì)量太小
B．重力加速度的值應(yīng)該取10m/s²進(jìn)行計(jì)算
C．重錘牽引紙帶下落過程中空氣阻力和摩擦阻力消耗了一部分機(jī)械能

Answer 1

分析 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C點(diǎn)的速度，從而得出C點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定確定正確的選項(xiàng)．

解答 解：C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{AE}}{2T}=\frac{0.24}{0.08}m/s=3.0m/s$
則重錘下落到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為：${E}_{kc}=\frac{1}{2}m{{v}_{c}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×9J=0.90J$．
從開始下落到C點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=mgh=0.2×9.8×0.50J=0.98J．
兩者數(shù)值不一致，即重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能的增加量，原因是重錘牽引紙帶下落過程中空氣阻力和摩擦阻力消耗了一部分機(jī)械能
故選：C．
故答案為：0.90，0.98，C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．