Question

1．某實(shí)驗(yàn)小組用“落體法”驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在用正確的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后：
（1）有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及結(jié)論，下列說法正確的是ABD
A．打點(diǎn)計時器安裝時，必須使紙帶跟兩限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力
B．實(shí)驗(yàn)時，需保持提紙帶的手不動，待接通電源，讓打點(diǎn)計時器正常工作后再松開紙帶讓重錘下落
C．由于摩擦和空氣阻力的影響，本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是重力勢能的減少量小于動能的增加量
D．為了增加實(shí)驗(yàn)的可靠性，可以重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)
（2）若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1kg，打點(diǎn)紙帶如圖甲所示，打點(diǎn)時間間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時，重物的速度v_B=0.59，重物動能E_kB=0.174．從開始下落到至B點(diǎn)，重物的重力勢能減少量是0.172，因此可得出的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過程機(jī)械能守恒．

（3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，則以v22為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是如圖乙中的C．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)豎直固定打點(diǎn)計時器，應(yīng)先接通電源后釋放紙帶，根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題．
（2）應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的推論求出瞬時速度，然后求出重力勢能的減少量與動能的增加量．
（3）求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后分析圖示圖象答題．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計時器安裝時，必須使紙帶跟兩限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力，故A正確；
B、為充分利用紙帶，實(shí)驗(yàn)時，需保持提紙帶的手不動，待接通電源，讓打點(diǎn)計時器正常工作后再松開紙帶讓重錘下落，故B正確；
C、由于摩擦和空氣阻力的影響，本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是重力勢能的減少量大于動能的增加量，故C錯誤；
D、為得出普遍結(jié)論，為了增加實(shí)驗(yàn)的可靠性，可以重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，故D正確；
故選：ABD．
（2）重物的速度v_B=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{0.0314-0.0078}{2×0.02}$=0.59m/s；
重物動能E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×5.9²≈0.174J．
從開始下落到至B點(diǎn)，重物的重力勢能減少量：E_PB=mgh=1×9.8×0.0176≈0.172J，
由此可知，在誤差允許范圍內(nèi)，重物重力勢能的減少量等于動能的增加量，即：在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過程機(jī)械能守恒．
（3）由機(jī)械能守恒定律得：$\frac{1}{2}$mv²=mgh，則：v²=2gh，v²與成正比，v²-h應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線，故選C；
故答案為：（1）ABD；（2）0.59；0.174；0.172；在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過程機(jī)械能守恒；（3）C．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，掌握勻變速直線運(yùn)動的推論與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)即可解題，平時要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與掌握．