Question

10．某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
①下面列舉了幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝儀器；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的6V直流輸出端上；
C．先釋放懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
D．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
E．根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算重錘下落過程減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
上述步驟中操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E有BC

②已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g=9.80m/s²．實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示．紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量，圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h_A=70.99cm、h_B=78.57cm和h_C=86.59cm的值，已知所用重錘質(zhì)量為0.30kg．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
該同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，研究OB段對(duì)應(yīng)的下落過程機(jī)械能是否守恒：
重力勢(shì)能減少量為2.31J，動(dòng)能增加量為2.28J
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可得到結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量近似相等，物體機(jī)械能守恒
③在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是：在重錘下落過程存在著阻力的作用．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定不恰當(dāng)?shù)恼�確步驟．
②根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，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．

解答 解：①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，故B錯(cuò)誤．
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤．
故選：BC．
②對(duì)于OB段，重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=mgh_OB=0.30×9.8×0.7857J≈2.31J
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{B}=\frac{{h}_{OC}-{h}_{OA}}{2T}=\frac{0.8659-0.7099}{0.04}$m/s=3.9m/s
則動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.3×3．{9}^{2}$J≈2.28J．
可知在誤差允許的范圍內(nèi)重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量近似相等，物體機(jī)械能守恒．
故答案為：①BC，②2.31，2.28，在誤差允許的范圍內(nèi)重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量近似相等，物體機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．