Question

【題目】“落體法”是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的主要方法之一（如圖甲），某次操作得到了如圖乙所示的紙帶，已知打點(diǎn)周期為T、重錘的質(zhì)量為m，依次測(cè)出了各計(jì)時(shí)點(diǎn)到第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)O的距離如圖中所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)中所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器如圖丙所示，則該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是________計(jì)時(shí)器，工作電壓為________V．

(2)打A點(diǎn)時(shí)重錘的速度表達(dá)式vA=_________．若已經(jīng)計(jì)算出A點(diǎn)和E點(diǎn)的速度分別為vA、vE，并且選取A到E的過(guò)程進(jìn)行機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證，則需要驗(yàn)證的關(guān)系式為____________．

(3)如果某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重力勢(shì)能的減小量比動(dòng)能的增加量大很多，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是__（填序號(hào)）．

A．重物質(zhì)量測(cè)量得不準(zhǔn)確

B．因?yàn)樽枇Φ淖饔�，所以�?shí)驗(yàn)誤差很大，但也能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立

C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩個(gè)限位孔不在同一條豎直線上，導(dǎo)致摩擦力或阻力太大導(dǎo)致的

D．實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了先放紙帶，后接通電源這樣的錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的

Answer 1

【答案】電火花 220 C

【解析】

(1)[1][2]由圖可知，該計(jì)時(shí)器為電火花計(jì)時(shí)器，工作電壓為220V；

(2)[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間的平均速度，故A點(diǎn)速度為：

[4]從A到E過(guò)程，重力勢(shì)能減少量為

△EP=mghAE=mg（h4-h1）

其動(dòng)能增加量為：

若機(jī)械能守恒則有：

△EP=△Ek

化簡(jiǎn)得：

(3)[5]在該實(shí)驗(yàn)中，由于摩擦力、空氣阻力等阻力的存在，重錘減小的重力勢(shì)能總是稍稍大于重錘動(dòng)能的增加量；若重錘減小的重力勢(shì)能比重錘動(dòng)能的增加量大得多，就要考慮阻力太大的原因

A．驗(yàn)證機(jī)械能守恒的式子為：

與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B．若阻力作用很大，應(yīng)出現(xiàn)重力勢(shì)能的減小量比動(dòng)能的增加量大得多，但不能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立，故B錯(cuò)誤；

C．若兩限位孔的不在同一條豎直線上，紙帶和限位孔的阻力過(guò)大，會(huì)造成重力勢(shì)能的減小量比動(dòng)能的增加量大很多，故C正確；

D．若先釋放紙帶，后接通電源會(huì)出現(xiàn)計(jì)算動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量，故D錯(cuò)誤。