Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落．重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)．對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．下面是該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上

C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量

D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源打出一條紙帶

E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離

F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．

（1）其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是___________．（將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處）

（2）在實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.0kg的重物自由下落，帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)，如圖所示。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，距離單位為cm。

①紙帶的___________端與重物相連；

②某同學(xué)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，計(jì)算出物體的動(dòng)能增加量ΔEK=___________J，勢(shì)能減少量ΔEP=___________J（g=9.8m/s2）(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（3）另一名同學(xué)用 計(jì)算出B的動(dòng)能，恰好與勢(shì)能減少量ΔEP相等，于是該同學(xué)得出結(jié)論“重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒”，試問(wèn)該同學(xué)的做法是否合理？__________________________

Answer 1

【答案】（1）BC （2）①O點(diǎn)； ②0.48J； 0.49J （3）不合理.

【解析】

（1）該實(shí)驗(yàn)中，先按如圖進(jìn)行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上，不應(yīng)用直流輸出端，故B錯(cuò)誤；我們是比較mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒(méi)有必要；先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，讓重物帶著紙帶自由下落；在研究紙帶，進(jìn)行重力勢(shì)能和動(dòng)能增量的比較即可，故選BC．

（2）①紙帶的O端與重物相連；

②物體通過(guò)B點(diǎn)的速度vB=m/s=0.98m/s．
從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體的動(dòng)能增加量△EK=×1×（0.98）2=0.48J；
重力勢(shì)能減小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0501=0.49 J．

（3）若用vB2＝2ghOB計(jì)算B的動(dòng)能，則mvB2＝mghOB，相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律來(lái)證明機(jī)械能守恒定律，不合理．