Question

16．如圖1所示，用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)：

（1）某同學(xué)列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)做法，其中正確的是C．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)連接學(xué)生電源的低壓直流輸出
B．應(yīng)先釋放紙帶再接通電源
C．計(jì)算重力勢(shì)能的變化量時(shí)，△h可以不從紙帶上的初始點(diǎn)測(cè)量
D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用計(jì)算某點(diǎn)的瞬時(shí)速度來(lái)計(jì)算重物下落的平均速度
（2）在實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²．實(shí)驗(yàn)選用的重物質(zhì)量為0.1kg，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的連續(xù)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C、D到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖2所示，則從打下O點(diǎn)到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減少了0.273J，重物的動(dòng)能增加了0.271J．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
根據(jù)下降的高度求出重物重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)連接學(xué)生電源的低壓交流輸出，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B錯(cuò)誤．
C、計(jì)算重力勢(shì)能的變化量時(shí)，△h可以不從紙帶上的初始點(diǎn)測(cè)量，故C正確．
D、重物下落的平均速度通過(guò)平均速度的定義式進(jìn)行求解，故D錯(cuò)誤．
故選：C．
（2）從O到C過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減小量為：$△{E}_{p}=mgh=0.1×9.8×27.90×1{0}^{-2}$J≈0.273J．
C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（32.78-23.46）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=2.33m/s，
則動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.1×2.3{3}^{2}$J≈0.271J．
故答案為：（1）C，（2）0.273，0.271．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．