Question

10．某同學(xué)利用下圖裝置來做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)
（1）現(xiàn)有器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、鐵架臺(tái)（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導(dǎo)線若干和開關(guān)，其中此實(shí)驗(yàn)不需要使用的器材是秒表 
（2）如果實(shí)驗(yàn)室中供實(shí)驗(yàn)選擇的重物有：A是質(zhì)量為50g的塑料球，B是質(zhì)量為500g的鐵球，則本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用B；（選填A(yù)或B）

（3）若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量m=0.3kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，正確操作得到的紙帶如圖乙所示，O點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘開始下落的時(shí)刻，另選連續(xù)的三個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量的點(diǎn)，圖中的數(shù)據(jù)分別為計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C到起始點(diǎn)O的距離，取重力加速度g=9.8m/s²，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度大小是3.0m/s，從初始位置O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重錘的重力勢(shì)能的減少量為1.4J（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）
（4）在數(shù)據(jù)處理中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)物體重力勢(shì)能的減少量△Ep總是大于 （選填“大于”“等于”或“小于”）物體動(dòng)能的增加量△E_k，主要原因是C（填選項(xiàng)前的字母）
A．選用的重錘質(zhì)量過大
B．沒用天平稱重物質(zhì)量
C．空氣對(duì)重錘的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作的注意事項(xiàng)確定不需要的器材以及重物的選�。�
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，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．
由于阻力的存在，實(shí)驗(yàn)中重力勢(shì)能的減小量總是略大于動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接記錄時(shí)間，所以實(shí)驗(yàn)中不需要秒表．
（2）為了減小阻力的影響，重物選擇質(zhì)量大一些、體積小一些的，故選：B．
（3）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（531.9-411.9）×1{0}^{-3}}{0.04}m/s$=3.0m/s，
從初始位置O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重錘的重力勢(shì)能的減少量為：△E_p=mgh=0.3×9.8×0.470J≈1.4J．
（4）實(shí)驗(yàn)中由于空氣對(duì)重錘阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力影響，得出重力勢(shì)能的減小量總是大于動(dòng)能的增加量．故選：C．
故答案為：（1）秒表；（2）B；（3）3.0，1.4；（4）大于，C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，知道實(shí)驗(yàn)誤差的來源．