Question

7．在用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，質(zhì)量為1kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)．如圖乙所示為選取的符合實(shí)驗(yàn)要求的一條紙帶，點(diǎn)O為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50HZ，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²．那么：

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的是AC．
A．紙帶穿過(guò)限位孔并保持豎直
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先松開紙帶，然后迅速接通電源
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，然后松開紙帶
（2）從0點(diǎn)到B點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能減少量1.88J，動(dòng)能的增加量1.84J．（結(jié)果取3位有效數(shù)字），產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是空氣阻力或紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦．
（3）若測(cè)出紙帶上所有各點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離，根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v及物體下落的高度h，則以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象是下圖中的A．

Answer 1

分析 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在4-6V的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．運(yùn)用物理規(guī)律和數(shù)學(xué)表達(dá)式結(jié)合起來(lái)解決問(wèn)題．

解答 解：（1）A、為了減小阻力，紙帶應(yīng)理順，穿過(guò)限位孔并保持豎直．故A正確．
B、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故B錯(cuò)誤，C正確．
（2）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=9.8×0.1920J=1.88 J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：v_B=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$m/s=1.92m/s
動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=1.84J．
產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是空氣阻力或紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒可知mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
得出$\frac{{v}^{2}}{2}$=gh，因此$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，
故選：A．
故答案誒：（1）AC；（2）1.88，1.84，空氣阻力或紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦；（3）A

點(diǎn)評(píng) 掌握實(shí)驗(yàn)的原理，以及實(shí)驗(yàn)注意的事項(xiàng)，知道誤差形成的原因．運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問(wèn)題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問(wèn)題．