Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落．重錘上拖著的紙帶打出一系列的點．對紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律．下面是該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件

B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上

C．用天平測出重錘的質(zhì)量

D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源打出一條紙帶

E．測量紙帶上某些點間的距離

F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

（1）其中沒有必要進行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是___________．（將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處）

（2）在實驗中，質(zhì)量m=1.0kg的重物自由下落，帶動紙帶打出一系列的點，如圖所示。相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s，距離單位為cm。

①紙帶的___________端與重物相連；

②某同學(xué)從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，計算出物體的動能增加量ΔEK=___________J，勢能減少量ΔEP=___________J（g=9.8m/s2）(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（3）另一名同學(xué)用 計算出B的動能，恰好與勢能減少量ΔEP相等，于是該同學(xué)得出結(jié)論“重物下落過程中機械能守恒”，試問該同學(xué)的做法是否合理？__________________________

Answer 1

【答案】（1）BC （2）①O點； ②0.48J； 0.49J （3）不合理.

【解析】

（1）該實驗中，先按如圖進行準(zhǔn)備實驗；打點計時器接到電源的交流輸出端上，不應(yīng)用直流輸出端，故B錯誤；我們是比較mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒有必要；先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，讓重物帶著紙帶自由下落；在研究紙帶，進行重力勢能和動能增量的比較即可，故選BC．

（2）①紙帶的O端與重物相連；

②物體通過B點的速度vB=m/s=0.98m/s．
從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體的動能增加量△EK=×1×（0.98）2=0.48J；
重力勢能減小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0501=0.49 J．

（3）若用vB2＝2ghOB計算B的動能，則mvB2＝mghOB，相當(dāng)于用機械能守恒定律來證明機械能守恒定律，不合理．