Question

7．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，
（1）供選擇的重物有以下四個，應選擇C．
A．質(zhì)量為100g的木球                B．質(zhì)量為10g的砝碼
C．質(zhì)量為200g的重錘                D．質(zhì)量為10g的塑料球
（2）下面列出一些實驗步驟：
A．將重物與紙帶連接好，將紙帶穿過計時器，上端用手提著，使重物靠近打點計時器處．
B．將打點計時器固定在鐵架臺上，注意使兩個限位孔在同一豎直線上．
C．用天平稱重物和夾子的質(zhì)量；
D．先釋放紙帶后再接通電源．
E．用秒表測出重物下落的時間；
F．拆下導線，整理器材．在三條紙帶中選出較好的一條；進行計算得出結(jié)論，完成實驗報告．
G．切斷電源，更換紙帶，重新進行兩次實驗．
對于本實驗以上步驟中，不必要的兩個步驟是CE；錯誤的步驟是D．（填寫字母代號）
（3）若打點計時器所用電源頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．甲、乙、丙三學生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.18cm、0.19cm和0.25cm．可見其中肯定有一位學生在操作上有錯誤，錯誤操作者是：丙．
（4）按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示（相鄰計數(shù)），從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是△E_p=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48 J（取g=9.8m/s²）．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（5）通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”）這是因為下落過程存在阻力，使一部分得重力勢能轉(zhuǎn)化為熱能．

Answer 1

分析 1、為了減小空氣阻力的影響，在選擇重物時，要選擇密度大的實心金屬球，即選擇質(zhì)量大體積小的重物．
2、根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定不必要的步驟．
3、紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）為了減小空氣阻力的影響，在選擇重物時，要選擇密度大的實心金屬球，即選擇質(zhì)量大體積小的重物，故ABD錯誤，C正確．
故選：C．
（2）C、因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平稱重物和夾子的質(zhì)量，故C不必要．
E、在本實驗中由于采用了打電計時器，通過打點計時器可以測量物體下落時間，因此不需要有用秒表測量時間，故E不必要的．
故不必要的步驟選：CE．
在打點時，應先接通電源，后釋放紙帶，故D錯誤；
（3）重物做自由落體運動，第1、2兩點間的時間間隔為T=0.02s，根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可知，下落的高度h=0.002m，故丙錯誤；
（4）每兩個點之間有一個計時點，則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.04s．
利用勻變速直線運動的推論得：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{t}=\frac{0.0706-0.0314}{0.04}m/s=0.98m/s$
重錘的動能E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）²=0.49J
重力勢能減小量：△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.48J．
（5）△E_P＞△E_k，下落過程存在阻力，使一部分得重力勢能轉(zhuǎn)化為熱 能
故答案為（1）C；       
（2）CE；    D
（3）丙；    
（4）0.49   J；    0.48   J
（5）＞； 下落過程存在阻力，使一部分得重力勢能轉(zhuǎn)化為熱能．

點評 1、正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．
2、該題主要考查了驗證機械能守恒定律的實驗的操作步驟，握實驗的原理和注意事項，即可得出合理的操作步驟．