Question

（1)在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)步驟，其中不正確或沒有必要的是________(填序號(hào)即可)

A．正確安裝好實(shí)驗(yàn)儀器

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源直流輸出端上

C．用天平測(cè)出下落重物的質(zhì)量，且精確到0.01 kg

D．為了使打出來的第一個(gè)點(diǎn)清晰，應(yīng)該先釋放紙帶再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源開關(guān)   

E．為了防止重物掉到地上，需要在其落地以前用手接住

F．在紙帶上離起始點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方選擇幾個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，測(cè)出它們距起始點(diǎn)的距離

(2)某個(gè)小組的三位同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖.其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)．該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?i>g＝9.80 m/s²，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為f＝50 Hz，設(shè)重錘質(zhì)量為1.00 kg.

①甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)，圖中的B是除起始點(diǎn)外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第n個(gè)點(diǎn)．因此他用v_B＝ngT(T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期)計(jì)算B點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻物體的速度，這樣得到的結(jié)果是重力勢(shì)能的減少量________動(dòng)能的增加量(填“大于”、“小于”，或“等于”)．

②乙同學(xué)認(rèn)為，可以利用O點(diǎn)到B點(diǎn)的距離h_B計(jì)算B點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻物體的速度v_B＝.這樣得到的結(jié)果是重力勢(shì)能的減少量________動(dòng)能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”)．

③丙同學(xué)用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體瞬時(shí)速度，若h_A＝9.51 cm，h_B＝12.42 cm，h_C＝15.70 cm，則丙同學(xué)算得該段重錘重力勢(shì)能的減少量為________J(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，下同)，而動(dòng)能的增加量為________J，這樣得到的結(jié)果是重力勢(shì)能的減少量________動(dòng)能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”)．

④若你是指導(dǎo)老師，你認(rèn)為三個(gè)同學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法中合理的是________．(選填“甲”“乙”“丙”此空為不定項(xiàng)選擇)

 

Answer 1

【答案】

(1)BCDE　(2)①小于�、诘扔凇、�1.22　1.20　大于　④丙

【解析】(1)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的低壓交流輸出端，故B不正確；因?yàn)槲覀兪潜容^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．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，故D不正確; 為了防止重物掉到地上，需要在其落地以前用手接住會(huì)砸傷手，所以不用，重錘下面都有保護(hù)的膠墊。E沒必要；

(2)①甲同學(xué)直接按自由落體計(jì)算的瞬時(shí)速度，而實(shí)際有空氣阻力和摩擦力加速度會(huì)小于g，所以這樣計(jì)算的速度偏大，所以重力勢(shì)能的減少量小于動(dòng)能的增加量；②乙同學(xué)直接利用高度按照勻加計(jì)算速度，相當(dāng)于是利用重力勢(shì)能求動(dòng)能，結(jié)果是相等的，但這種求法是錯(cuò)誤的；③重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=9.8×0.1242 m J=1.22m  J；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：== =1.55m/s     E_kC=mv_C²=1.20m  J

由于實(shí)驗(yàn)過程中摩擦阻力的存在，重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化給了摩擦阻力做功產(chǎn)生的內(nèi)能．重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量;

④任何實(shí)驗(yàn)都存在誤差，只要實(shí)驗(yàn)步驟操作正確，盡量減小誤差即可，三個(gè)同學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法中合理的是丙．(

思路分析：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)．紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

試題點(diǎn)評(píng)：該題主要考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)的操作步驟和運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．