Question

10．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖（相鄰兩計數(shù)點時間間隔為0.02s），單位 cm，那么 
（1）操作時，釋放紙帶與接通電源的合理順序應是B（填“A”或“B”）
A．先釋放紙帶，再接通電源                                                               B．先接通電源，再釋放紙帶
（2）紙帶的O 端與重物相連（用紙帶上的字母表示）
（3）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度 v_B=1.43m/s；
（4）實驗中，重物的重力勢能減少量△E _p大于 （填“大于”、“小于”或“等于”）動能增加量△E _k，這是因為紙帶下落過程中存在摩擦阻力作用．

Answer 1

分析 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
（2）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度；
（3）根據(jù)平均速度公式可求得中間時刻的瞬時速度；
（4）根據(jù)空氣阻力做功的影響分析重力勢能和動能之間的關(guān)系．

解答 解：（1）為了有效利用紙帶，應將重物拉至打點計時器附近，并且要先接通電源再釋放紙帶；故選B；
（2）從紙帶上可以看出0點為打出來的第一個點，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應該先打出0點，而與重物相連的紙帶在下端，應該先打點．所以紙帶的O端應與重物相連．
（3）B點的速度等于AC段的平均速度，則由圖可知，OA=3.14cm=0.0314m，OC=7.06cm=0.0706m，則可知v_B=$\frac{OC-OA}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0134}{2×0.02}$=1.43m/s；
（4）因為紙帶下落過程中存在摩擦阻力作用．所以減小的重力勢能一定大于增大的動能；
故答案為：（1）B；（2）O；（3）1.43；（4）大于；紙帶下落過程中存在摩擦阻力作用

點評 本題考查驗證機械能守恒定律的實驗，要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．注意重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．