Question

【題目】利用圖甲的實驗裝置可探究重物下落過程中物體的機械能守恒問題．如圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，點O為電火花打點計時器打下的第一個點，分別測出若干連續點A、B、C…與O點的距離h1=70．99cm、h2=78．57cm、h3=86．59cm…如圖所示，已知重物的質量為m=100g，g取9．80m/s2，請回答下列問題：（所有結果均保留三位有效數字）

（1）下列有關此實驗的操作中正確的是：

A．重物應靠近打點計時器，然后再接通電源放開紙帶讓重物帶動紙帶自由下落

B．重物應選擇質量大、體積小、密度大的材料

C．實驗時采用的電源為4—6V的低壓交流電源

D．計算B點的瞬時速度時既可用也可用來求解

（2）在打下點到打下點B的過程中重物動能的增量為△Ek= J，重物重力勢能的減少量為△EP = J。

（3）取打下點時重物的重力勢能為零，計算出該重物下落不同高度h時所對應的動能EK和重力勢能EP，建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示EK和EP，根據以上數據在圖中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ。已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值為k1，圖線Ⅱ的斜率的絕對值為k2，則可求出重物和紙帶下落過程中所受平均阻力為 （用k1和k2表示）。

Answer 1

【答案】（1）AB；（2）0．761； 0．770（3）K1-K2

【解析】

試題分析：（1）釋放前重物應靠近打點計時器，然后再接通電源放開紙帶，讓重物帶動紙帶自由下落，故A正確；重物應選擇質量大、體積小、密度大的材料，有利于減小誤差，故B正確；電火花使用220V交流電源，故C錯誤；計算B點的瞬時速度用求解，不能用求解，故D錯誤；故選AB

（2）B點的瞬時速度，則在打下點O到打下點B的過程中重物動能的增量為△EK=mvB20＝×0．1×3．92=0．761J，重物重力勢能的減少量為△Ep=mgh2=0．1×9．8×0．7857=0．770J

（3）根據動能定理得，mgh-fh=mv2，則，

圖線斜率，圖線斜率，知k1-f=k2，則阻力f=k1-k2．