Question

【題目】圖1是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，以下列出了一些實(shí)驗(yàn)步驟：
A．用天平測(cè)出重物和夾子的質(zhì)量
B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺(tái)上，使兩個(gè)限位孔在同一豎直面內(nèi)
C．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在交流電源上，電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)
D．將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，處于靜止?fàn)顟B(tài)
E．接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶，之后再斷開電源
F．用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
G．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)

（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，以上不必要的兩個(gè)步驟是和
圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，O為打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．若重物的質(zhì)量為0.5kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度取g=9.8m/s2 ， 由圖2所給的數(shù)據(jù)可算出（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）：
①從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能的減少量為J．
②打B點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能為J．
（2）試指出造成第（1）問中①②計(jì)算結(jié)果不等的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）A,F,0.86,0.81
（2）由于空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力做功
【解析】解：（1）實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，兩邊都有質(zhì)量，可以約去，所以不需要測(cè)出重物和夾子的質(zhì)量，A符合題意．

物體下落的時(shí)間可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接得出，不需要秒表測(cè)重物下落的時(shí)間，F(xiàn)符合題意．

故答案為：A和F．

①從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh=0.5×9.8×0.176J=0.86J．

②B點(diǎn)的速度vB= = m/s=1.8m/s，則B點(diǎn)的動(dòng)能EkB= mvB2= ×0.5×1.82=0.81J．（2）第（1）問中①②計(jì)算結(jié)果不等的原因是由于空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力做功．

故答案為：（1）A、F，0.86 0.81 （2）由于空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力做功．

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理不需要測(cè)質(zhì)量和時(shí)間。根據(jù)重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能的改變量可以求出重力勢(shì)能的減少量。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于全程的平均速度可以求出動(dòng)能。
（2）本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于空氣阻力和摩擦力做功。