Question

16．在用打點計時器驗證“機械能守恒定律”的實驗中，使質(zhì)量為m=1.00kg重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個點．已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²，那么：

①紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
②根據(jù)下圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律；
③從O點到所取點，重物重力勢能減少量△E_p=1.88J，動能增加量△E_k=1.84J（結(jié)果取三位有效數(shù)字）．
④通過計算發(fā)現(xiàn)，△E_p大于△E_k（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因為重物下落過程中受到阻力作用．

Answer 1

分析 ①重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，根據(jù)這個關(guān)系判斷那一端連接重物．
②驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．
③減少的重力勢能△Ep=mgh，增加的動能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，v可由從紙帶上計算出來．
④根據(jù)實驗結(jié)果分析，明確誤差來源．

解答 解：①重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物．
②驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．故選B點．
③減少的重力勢能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{（23.28-15.55）×1{0}^{-2}}{2×0.02}$=1.9325m/s
所以：增加的動能△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}×9.8×1.932{5}^{2}$=1.84J
④由計算可知，動能的增加量小于重力勢能的減小量；是因為重物下落過程中受到阻力的作用；
故答案為：①左；②B；③1.88；1.84④大于 重物下落過程中受到阻力作用（或克服阻力做功）

點評 本題考查驗證機械能守恒定律的實驗；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)進行分析所測數(shù)據(jù)，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．