Question

8．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中
（1）下列操作合理的是B
A．先將固定在重物上的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上
B．先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下方，再接通電源
C．先取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶，再切斷打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算出瞬時(shí)速度v
（2）質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間間隔為0.02s，長度單位是cm，取g=9.8m/s²，則（保留三位有效數(shù)字）
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重錘的速度v_B=0.973m/s
②從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重錘重力勢能的減少量△E_P=0.476J，動能的增加量△E_K=0.473J．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在誤差允許范圍內(nèi)，重錘自由下落過程中，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(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)．
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，從而得出動能的增加量，結(jié)合下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）A、應(yīng)先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，再將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，最后將紙帶固定在重物上．故A錯(cuò)誤．
B、先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下方，再接通電源，然后釋放重物．故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)立即切斷電源以防儀器的損壞，然后再取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶．故C錯(cuò)誤．
D、用刻度尺測出物體下落的高度h，但不能通過v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算出瞬時(shí)速度，否則無法得以驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤．
故選：B．
（2）①B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0702-0.0313}{0.04}$m/s=0.973m/s．
②從O打到B，重力勢能的減小量為：△E_p=mgh=1×9.8×0.0486J=0.476J．
動能的增加量為：△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×0.9732=0.473J．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在誤差允許范圍內(nèi)，重錘自由下落過程中，機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）B；（2）①0.973；②0.476，0.473；③在誤差允許范圍內(nèi)，重錘自由下落過程中，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評 該題主要考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)的操作步驟和運(yùn)用運(yùn)動學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．
解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時(shí)速度，得出動能的增加量，以及會通過下降的高度求出重力勢能的減小量．