Question

7．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．甲、乙、丙三位同學(xué)分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm、0.19cm和0.25cm．可見(jiàn)其中肯定有一位同學(xué)在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是丙同學(xué)先放開(kāi)紙帶后接通電源．若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖1所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s）那么：
（1）紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重物的速度v_B=0.98m/s；
（3）從起始點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是△E_p=0.49J，此過(guò)程中重物動(dòng)能的增加量△E_k=0.48J；
（4）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 做自由下落物體在0.02s內(nèi)下落的高度大約2mm，從而確定丙在操作上錯(cuò)誤．1、2兩個(gè)點(diǎn)的距離偏大，可知初速度不為零，操作的錯(cuò)誤在于先釋放重物后接通電源．
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，從而求出B點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下落的高度求出重力勢(shì)能的減小量．通過(guò)比較得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

解答 解：根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×0.022m=0.2cm，可知丙同學(xué)的操作步驟中有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是丙同學(xué)先放開(kāi)紙帶后接通電源．
（1）根據(jù)題圖可知，紙帶從左向右，相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大，知紙帶的左端與重物相連；
（2）B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，v_B=$\frac{{x}_{OC}-{x}_{OA}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{0.04}$=0.98 m/s；
（3）重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgx_OB=1×9.8×0.0501J=0.49 J，
動(dòng)能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48 J；
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．
故答案為：丙同學(xué)先放開(kāi)紙帶后接通電源；�。�1）左；（2）0.98 m/s；（3）0.49 J，0.48 J；（4）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．