Question

【題目】如圖所示是利用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz的交流電．

（1）甲同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后，選出一條紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)為重物剛要下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.90cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)．已知重物的質(zhì)量為1.00kg，取g=9.80m/s2．在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢(shì)能的減少量△Ep=_____J；重物的動(dòng)能增加量△Ek=_____ J（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．

（2）由于該實(shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，導(dǎo)致△Ep與△Ek不相等，這屬于本實(shí)驗(yàn)的_____誤差（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）．

（3）乙同學(xué)想利用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．他打出了一條紙帶后，利用紙帶測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)間的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以v2為縱軸畫出了如圖所示的圖線．由于圖線沒有過原點(diǎn)，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測(cè)量和計(jì)算都沒有出現(xiàn)問題，其原因可能是：_____．乙同學(xué)得出該圖線的斜率為k，如果不計(jì)一切阻力，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g_____k（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

【答案】 （1）1.73， 1.70； （2）系統(tǒng)； （3）先釋放重物再接通電源； 等于．

【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為0.02s

（1）在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢(shì)能的減少量為△Ep=mghOB=1×9.8×0.1769J≈1.823J=1.73J；

B點(diǎn)的速度為：vB= =1.85m/s

則動(dòng)能的增加量為：△Ek=mvB2=1.70J

（2）各種阻力是不可避免的，這屬于系統(tǒng)誤差；

（3）從圖象中可以看出，當(dāng)物體下落的高度為0時(shí)，物體的速度不為0，說明了操作中先釋放重物，再接通（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）電源．若沒有阻力，根據(jù)機(jī)械能守恒知：

mgh=mv2，則v2=gh，斜率k=g．