Question

【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當地重力加速度的值為9.80 m/s2，測得所用重物的質量為1.00 kg。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0.18 cm、0.19cm和0.25cm。可見其中肯定有—位同學在操作上有錯誤，錯誤操作的是________（填“甲同學”、“乙同學”或“丙同學”)。

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示（相鄰計數點時間間隔為0. 02s)，那么：

(1)紙帶的 _________端與重物相連（填“左”或“右”）；

(2)打點計時器打下計數點B時，物體的速度= _____；

(3)從起點O到打下計數點B的過程重力勢能減少量是= __，此過程中物體動能的增加量=_________ (取g=9.8m/s2)；

(4)通過計算，數值上 ____ (填“＞”“=”或 “＜”）這是因為_________ ；

(5)實驗的結論是 _______________________。

Answer 1

【答案】 丙同學 左 > 實驗中有阻力 在實驗誤差允許范圍內，機械能守恒

【解析】（1）根據自由落體運動的規律，可知前兩個點之間的距離約為

，
丙同學的前兩個點之間的距離是，所以操作的過程存在錯誤。

重物在開始下落時速度較慢，在紙帶上打的點較密，越往后，物體下落得越快，紙帶上的點越稀．所以，紙帶上靠近重物的一端的點較密，因此紙帶的左端與重物相連。
（2）B點的瞬時速度等于AC段的平均速度，則有： 。

（3）從起點O到打下計數點B的過程中重力勢能減少量是：

，
動能的增加量為： 。

（4）通過計算，數值上，這是因為實驗中有阻力的存在，造成能量損失。

（5）實驗的結論是：在實驗誤差允許范圍內，機械能守恒。