Question

18．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．

（1）該實(shí)驗(yàn)中使用電火花計(jì)時(shí)器，它的工作電壓是交流220V（填“交流220V”、“交流6V以下”或“直流6V以下”），紙帶下端所掛重物應(yīng)選圖乙中的C重物比較合適（填所選重物的字母）．
（2）按照正確的操作得到如圖丙所示的紙帶．其中打O點(diǎn)時(shí)釋放重物，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖丙中（單位cm）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，重物質(zhì)量為0.5kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g取9.80m/s²．
①這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是12.8．
②現(xiàn)選取重物在OB段的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則打B點(diǎn)時(shí)重物的速度為1.57m/s，OB段動(dòng)能增加量為0.616J，重力勢能減少量為0.627J（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
③即使在操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)測得的△E_P也一定略大于△E_K，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因：重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

Answer 1

分析 （1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流220V的電源，所選的重物應(yīng)質(zhì)量大一些，體積小一些．
（2）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，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流220V的工作電壓，重物選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的，故選C．
（2）①紙帶點(diǎn)跡間距離的讀數(shù)小數(shù)點(diǎn)后保留2位，則三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是12.8．
②B點(diǎn)的速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（16.12-9.84）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.57m/s，則OB段動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×1.5{7}^{2}$≈0.616J，重力勢能的減小量△E_p=mgh=0.5×9.8×0.128J≈0.627J．
③數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)測得的△E_P也一定略大于△E_K，產(chǎn)生該系統(tǒng)誤差的原因：重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．
故答案為：（1）交流220V； C   （2）①12.8    ②1.57； 0.616；  0.627 
③重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，本題是常規(guī)題，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論處理紙帶問題，是高考熱點(diǎn)，要熟練掌握．