Question

【題目】在驗證機械能守恒定律的實驗中，一同學(xué)進行如下操作

A.將打點計時器水平固定在鐵架臺上

B.將長約的紙帶用小夾子固定在重物上后穿過打點計時器，用手提著紙帶，使重物靜止在靠近打點計時器的地方

C.先松開紙帶，再接通電源，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列的點

D.換幾條紙帶，重復(fù)上面實驗

E.在答出的紙帶中挑選第一、第二兩點間距接近2mm，且點跡清楚的紙帶進行測量，先記下O點第一個點的位置，再從后面較清晰的任意點開始依次再取四個計數(shù)點A、B、C、D，求出相應(yīng)位置對應(yīng)的速度及其下落的高度．

F.將測量數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填入自己設(shè)計的表格中

G.根據(jù)以上測得數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的動能和重力勢能，驗證機械能守恒定律

（1）以上操作有錯誤的是______

（2）選出一條紙帶如圖所示，其中O點為起點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通過周期為的交流電，用最小刻度為mm的刻度尺，測得，，這三個數(shù)字中不符合有效數(shù)字要求的是______，應(yīng)寫成______在計數(shù)點A和B之間，B和C之間還各有一個點未畫出，重錘的質(zhì)量為，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求當(dāng)打點針打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了______J；這時它的動能是______J.取，結(jié)果保留三位有效數(shù)字

（3）實驗中往往出現(xiàn)重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量，其主要原因是______．

Answer 1

【答案】AC OC 摩擦阻力的作用

【解析】

（1）對于實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚；

（2）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能，根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值；

（3）明確該實驗誤差產(chǎn)生的原因，即可正確解答；

（1）、應(yīng)該將打點計時器豎直固定在鐵架臺上，故A錯誤；
C、實驗時，應(yīng)先接通打點計時器電源后釋放重物，由于重物運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯誤；

（2）選用最小刻度為mm的刻度尺，應(yīng)該估讀到毫米的下一位，故OC讀數(shù)不符合有效數(shù)字要求，應(yīng)該讀為；
重力勢能的減小量等于重力做功，因此有：

勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，因此有：

這時它的動能是：。

（3）由于空氣阻力以及紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力作用，導(dǎo)致重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為動能，因此實驗中往往出現(xiàn)重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量；