Question

【題目】用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，

（1）運(yùn)用公式對實(shí)驗(yàn)條件的要求是_________，__________ 為此，所選擇的紙帶第1、2點(diǎn)間的距離應(yīng)接近_____________。

（2）下列說法正確的是（______）

A、要用天平稱重錘質(zhì)量

B、選用質(zhì)量大的重錘可減少實(shí)驗(yàn)誤差

C、實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動(dòng)能增加略小于重力勢能的減少

D、實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動(dòng)能增加略大于重力勢能的減少

（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量 m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2。

①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度VB=_______。（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

②從點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減小量ΔEP=_____。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

③在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)求得的ΔEP也一定略大于ΔEK，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 物體在只受重力的作用下 初速度為0的運(yùn)動(dòng) 2mm BC 0.97 0.48 重錘受空氣阻力、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦做負(fù)功.

【解析】（1）公式對紙帶上起點(diǎn)的要求是重錘是物體在只受重力的作用下且從初速度為零開始的運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz，打點(diǎn)周期為0.02s，重物開始下落后，在第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點(diǎn)間的距離接近，所以有： 。

（2）根據(jù)機(jī)械能守恒表達(dá)式可知，驗(yàn)證過程不需要測量重錘質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；為了減小阻力對其影響，選用重錘時(shí)，應(yīng)該選用質(zhì)量大體積小重錘的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故B正確；由于重錘下落過程中克服阻力做功，因此動(dòng)能的增加量小于重力勢能的減小量，故C正確、D錯(cuò)誤。所以BC正確，AD錯(cuò)誤。

（3）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度： ，物體重力勢能減小量：△EP=mgh=1×9.8×0.0486=0.48J，動(dòng)能的增加量為： ,由于存在摩擦阻力和空氣阻力做負(fù)功，所以重力勢能的減小量大于動(dòng)能的增加量。