Question

【題目】如圖所示，是利用自由落體運動進行“驗證機械能守恒定律”的實驗。所用的打點計時器通以50Hz的交流電。

（1）甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，用刻度尺測得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點。已知重物的質量為1.00kg，取g =9.80m/s2 。在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp=_________J；打B點瞬間重物的速度VB=_________m/s(結果均保留三位有效數(shù)字)。

（2）該實驗沒有考慮各種阻力的影響，這屬于本實驗的___________誤差（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）。由此看，甲同學數(shù)據(jù)處理的結果比較合理的應當是ΔEp________ΔEk（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）①乙同學想利用該實驗裝置測定當?shù)氐闹亓�加速度。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖3所示的圖線。由于圖線沒有過原點，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測量和計算都沒有出現(xiàn)問題，其原因可能是____________（在A、B、C項中選擇并填在橫線上）。

A、由于空氣阻力的影響

B、先釋放重物再接通打點計時器電源

C、先接通打點計時器電源后釋放重物

②乙同學測出該圖線的斜率為k，如果不計一切阻力，則當?shù)氐闹亓�加速�?/span>g ____k（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

（4）丙同學利用該實驗裝置又做了其它探究實驗，分別打出了以下4條紙帶①、②、③、④，其中只有一條是做“驗證機械能守恒定律”的實驗時打出的。為了找出該紙帶，丙同學在每條紙帶上取了點跡清晰的、連續(xù)的4個點，用刻度尺測出相鄰兩個點間的距離依次為x1、x2、x3。請你根據(jù)下列x1、x2、x3的測量結果確定該紙帶為________。（取g =9.80m/s2,將選中紙帶數(shù)據(jù)前的序號填在橫線上）

①6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm ②4.96 cm，5.35 cm，5.74 cm

③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm ④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm

Answer 1

【答案】1.82 1.85 系統(tǒng) 大于 B 等于 ②

【解析】

本題考查驗證機械能守恒定律的實驗。

（1）[1] 在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量

[2]打B點時的速度

（2）[3] 該實驗沒有考慮各種阻力的影響，這屬于本實驗的系統(tǒng)誤差。

[4]由于有阻力的存在，故數(shù)據(jù)處理結果比較合理的是。

（3）[5]從圖象中可以看出，當物體下落的高度為0時，物體的速度不為0，說明了操作中先釋放重物，再接通(打點計時器)電源。故B正確AC錯誤。

[6]根據(jù)機械能守恒得：

則：

則圖像的斜率：。

（4）[7] 紙帶中打出的點符合相鄰相等的條件，則可以知道相鄰兩位移間應保證位移之差等于

①中的位移之差分別為0.05cm；②中的位移之差分別為0.39cm；③中的位移之差分別為0.39cm，0.79cm；④中的位移之差分別為0.48cm。故紙帶應該為②。