Question

2．用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上
C．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源打出一條紙帶
D．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離
E．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．

I．其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是C（填選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母）
Ⅱ．在實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m為1.0kg的重物自由下落，帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)，如圖2所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，距離單位為cm．
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體速度v_B=0.98m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）某同學(xué)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，計(jì)算出物體的動(dòng)能增加量△E_k=0.48J，勢(shì)能減少量△E_P=0.49J （g=9.8m/s²）．該同學(xué)的計(jì)算方法和過(guò)程并沒(méi)有錯(cuò)誤．卻出現(xiàn)了△E_k＜△E_P的結(jié)果．試問(wèn)這一結(jié)果是否合理？答：合理．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定不正確的操作步驟．
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．重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)樽枇Φ挠绊懀?/p>

解答 解：Ⅰ、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，再釋放重物，故C操作不當(dāng)．
Ⅱ、（1）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s．
（2）該同學(xué)的計(jì)算方法和過(guò)程并沒(méi)有錯(cuò)誤．卻出現(xiàn)了△E_k＜△E_P的結(jié)果，這一結(jié)果是合理的，因?yàn)橛捎谧枇Φ挠绊�，一部分重力�?shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：Ⅰ、C，Ⅱ、（1）0.98，（2）合理．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及誤差形成的原因，掌握紙帶的處理，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，難度不大．