Question

如圖甲所示是用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平．回答下列問題：
（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除以上的器材，還需要的器材有

AD

A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的直流電源
D．0～12V的交流電源
（2）在實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²，實(shí)驗(yàn)選用的重物質(zhì)量m=1kg，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時器打下的連續(xù)計(jì)時點(diǎn)A、B、C到打下第一點(diǎn)O的距離如圖乙所示，則從打下O點(diǎn)至B點(diǎn)的過程中，重物重力勢能的減少量△E_p=

2.55

J，動能的增加量△E_k=

2.50

J．（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，△E_p

大于

△E_k（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因?yàn)?!--BA-->

重物下落過程中受到摩擦阻力作用

．

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)．我們要從儀器的使用和長度的測量去考慮器材．
2、紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．
3、重物下落要克服阻力做功．

解答：解：（1）通過打點(diǎn)計(jì)時器計(jì)算時間，故不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，故BC錯誤，AD正確．
故選：AD．
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_B=

xAC

tAC

=

0.3066-0.2172

2×0.02

m/s=2.235m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×2.2352J=2.50J
（3）通過計(jì)算可知動能的增加量小于重力勢能的減小量，其原因是物體在下落過程中克服摩擦阻力做功，導(dǎo)致重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．
故答案為：（1）AD；（2）2.55；2.50；（3）大于；重物下落過程中受到摩擦阻力作用．

點(diǎn)評：對于誤差我們要分析為什么會存在誤差以及怎么減小誤差．其中減少紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器之間有摩擦，我們打點(diǎn)計(jì)時器安裝時，面板要豎直．計(jì)算勢能變化時，選取始末兩點(diǎn)距離不能過近，減小讀數(shù)的相對誤差．
在分析實(shí)驗(yàn)時應(yīng)注意結(jié)合實(shí)驗(yàn)的規(guī)律找出相應(yīng)的物理規(guī)律進(jìn)行分析！在驗(yàn)證機(jī)械能守恒時物體做勻加速直線運(yùn)動，故滿足勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律！