Question

在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00㎏的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²．那么：

（ 1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照實(shí)驗(yàn)原理裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；
C．釋放懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
D．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
E．根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動(dòng)能．其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是

BC

 
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和

B

點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（3）從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢能減少量△E_P=

1.88

J，動(dòng)能增加量△E_k=

1.84

J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
（4）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動(dòng)能的增  加，其原因主要是

重物下落過程中受到阻力

．

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)．
（2）該實(shí)驗(yàn)的原理是驗(yàn)證物體下降的距離從O點(diǎn)到B點(diǎn)，動(dòng)能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．
（3）根據(jù)△E_p=mg△h求重力勢能的減小量，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B點(diǎn)的速度，從而求出動(dòng)能的增加量．
（4）因存在阻力，導(dǎo)致重錘減小的重力勢能總是大于重錘動(dòng)能的增加．

解答：解：（1）B：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤．
C：開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差．故C錯(cuò)誤．
本題選擇錯(cuò)誤的，故選：BC．
（2）因?yàn)橥ㄟ^某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可以求出B點(diǎn)的速度，所以取圖中O點(diǎn)到B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（3）重物重力勢能的減少量△E_p=mg△h=9.80×0.192=1.88J．
B點(diǎn)的速度v_B=

xAC

2T

=

0.2323-0.1555

0.04

m/s=1.92m/s，
則B點(diǎn)的動(dòng)能E_KB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×1.922=1.84J．所以動(dòng)能的增加量△E_k=1.84J．
（4）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，因存在摩擦阻力，導(dǎo)致重錘減小的重力勢能總是大于重錘動(dòng)能的增加．
故答案為：（1）BC；　（2）B；（3）1.88，1.84；　（4）重物下落過程中受到阻力．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，掌握重力勢能減小量和動(dòng)能增加量的求法．
運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題．