Question

【題目】圖(1)為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置，圖（2）為實(shí)驗(yàn)中所打出的一條紙帶，試回答下列問(wèn)題：

(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)中的操作或結(jié)論正確的是____

A．若為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則電源用220V、50Hz的交流電源

B．應(yīng)先通電打點(diǎn)，后松開(kāi)紙帶

C．重錘只要選用體積很小的就行

D．本實(shí)驗(yàn)中重物重力勢(shì)能的減少量一定小于動(dòng)能的增加量

(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1.0kg，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，打出的紙帶如圖（2）所示，O為起始點(diǎn)，A、B、C為相鄰的點(diǎn)，測(cè)得OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g=9.80m/s2，則重物在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EKB=_____ J（保留三位有效數(shù)字），大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是___________．

(3)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2﹣h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確__________．

Answer 1

【答案】B 0.174 由于阻力的影響 不正確

【解析】

解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，應(yīng)先接通電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后松開(kāi)紙帶讓重物下落；

在實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，重錘選擇質(zhì)量大、體積小的．重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力），必須克服阻力做功，減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能加上克服阻力所做的功，因此重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量。

(1) A項(xiàng)：若為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則電源用4V-6V、50Hz的交流電源，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后松開(kāi)紙帶讓重物下落，這樣可以打出更多的點(diǎn)有利于減小誤差，故B正確；

C項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中為了減小阻力的影響，重錘選用體積較小，且質(zhì)量較大的重錘，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力），必須克服阻力做功，減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能加上克服阻力所做的功，因此重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，故D錯(cuò)誤。

故應(yīng)選B。

(2) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，因此有：

所以動(dòng)能為

重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是由于受到阻力的作用，重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能與克服阻力所做的功；

(3) 該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確．在重物下落h的過(guò)程中，若阻力f恒定，根據(jù)可得：

則此時(shí)v2-h圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線．所以要想通過(guò)v2-h圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g。