Question

4．某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物和紙帶做《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)，所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接工作電壓為4V～6V，頻率是50H_Z的交流電源．重物的質(zhì)量為m（kg）．選出的一條紙帶如圖所示，O為起始點(diǎn)，A、B、C是三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的選擇是，從A開始每隔一個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用最小刻度為mm（毫米）的刻度尺測(cè)得OA=11.13cm，OB=17.75cm，OC=25.9cm．這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是OC，應(yīng)該寫成25.90cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了1.74mJ，這時(shí)重物動(dòng)能是1.71mJ．（g取9.80m/s²，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)儀器，首先理解儀器的工作原理，會(huì)正確使用實(shí)驗(yàn)儀器，根據(jù)所測(cè)量數(shù)據(jù)正確進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及具體使用儀器的注意事項(xiàng)等．
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B點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下降的高度求出物體重力勢(shì)能的減小量，從而判斷機(jī)械能是否守恒．

解答 解：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4V～6V．當(dāng)電源的頻率是50HZ時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)． 
根據(jù)刻度尺的讀數(shù)要求可知，應(yīng)估讀到0.1mm即0.01cm，
所以不符合要求的是25.9cm，即OC，應(yīng)寫成25.90cm．
重物重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.1775J=1.74m J．
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，因此有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2590-0.1113}{2×0.04}$=1.85m/s 
這時(shí)重物的動(dòng)能E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=1.71m J．
故答案為：OC； 25.90cm；1.74m； 1.71m．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)儀器不光要了解其工作原理，還要從實(shí)踐上去了解它，自己動(dòng)手去操作，達(dá)到熟練使用的程度．要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒，重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)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(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．