Question

9．某研究性學(xué)習(xí)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz．查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四點(diǎn)未畫出，另選連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量的點(diǎn)，如圖所示．經(jīng)測(cè)量知道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，回答一下問(wèn)題：

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，它使用交流（選填“直流”或“交流”）電源；
（2）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間是0.1s．
（3）計(jì)算出打B點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度v_B=4.00m/s；重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量△E_P=8.43J，動(dòng)能的增加量△E_K=8.00J（保留3位有效數(shù)字）．
（4）下列實(shí)驗(yàn)操作中正確合理的一項(xiàng)是B
A、先將連在重物上的紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上
B、先將連在重物上的紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的下方，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
C、先放開(kāi)紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D、先取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶，再切斷打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源．

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源．
（2）根據(jù)相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，求出相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔．
（3）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B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．
（4）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．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，它使用交流電源．
（2）每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四點(diǎn)未畫出，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間是0.1s．
（3）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（130.50-50.50）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=4.00m/s，重物從O到B，重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.8600≈8.43J．動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×{4}^{2}=8.00J$．
（4）A、組裝器材時(shí)，先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，故A錯(cuò)誤．
B、應(yīng)先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，再將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，最后將紙帶固定在重物上，先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下方，再接通電源，然后釋放重物，故B正確；
C、為保證從速度為零開(kāi)始計(jì)時(shí)，便于之后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)；其次就是測(cè)量時(shí)間很短無(wú)法保證人能在合適時(shí)間開(kāi)啟電源，同時(shí)為了提高紙帶的利用率，使紙帶上盡量多的打點(diǎn)，因此操作中先接通電源，再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤；
D、小球下落完畢，應(yīng)該先切斷打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶，故D錯(cuò)誤．
故選：B．
故答案為：（1）交流，（2）0.1s，（3）4.00，8.43，8.00，（4）B．

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．掌握處理紙帶的方法，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)紙帶下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．