Question

如圖甲所示是用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平．回答下列問(wèn)題：
（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除以上的器材，還需要的器材有

AD

A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的直流電源
D．0～12V的交流電源
（2）在實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²，實(shí)驗(yàn)選用的重物質(zhì)量m=1kg，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的連續(xù)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C到打下第一點(diǎn)O的距離如圖乙所示，則從打下O點(diǎn)至B點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量△E_p=

2.55

J，動(dòng)能的增加量△E_k=

2.50

J．（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，△E_p

大于

△E_k（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因?yàn)?!--BA-->

重物下落過(guò)程中受到摩擦阻力作用

．

Answer 1

分析：1、解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．我們要從儀器的使用和長(zhǎng)度的測(cè)量去考慮器材．
2、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．
3、重物下落要克服阻力做功．

解答：解：（1）通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，故不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與交流電源連接，需要刻度尺測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，故BC錯(cuò)誤，AD正確．
故選：AD．
（2）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_B=

xAC

tAC

=

0.3066-0.2172

2×0.02

m/s=2.235m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×2.2352J=2.50J
（3）通過(guò)計(jì)算可知?jiǎng)幽艿脑黾恿啃∮谥亓��?shì)能的減小量，其原因是物體在下落過(guò)程中克服摩擦阻力做功，導(dǎo)致重力勢(shì)能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
故答案為：（1）AD；（2）2.55；2.50；（3）大于；重物下落過(guò)程中受到摩擦阻力作用．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于誤差我們要分析為什么會(huì)存在誤差以及怎么減小誤差．其中減少紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦，我們打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，面板要豎直．計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取始末兩點(diǎn)距離不能過(guò)近，減小讀數(shù)的相對(duì)誤差．
在分析實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意結(jié)合實(shí)驗(yàn)的規(guī)律找出相應(yīng)的物理規(guī)律進(jìn)行分析！在驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故滿足勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律！