Question

14．某研究性學(xué)習(xí)小組用圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

（1）安裝器材后，進(jìn)行以下操作：
A、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端；
B、測(cè)出m₁、m₂的質(zhì)量；
C、m₂從高處由靜止開(kāi)始下落，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源開(kāi)關(guān)，m₁拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)；
D、測(cè)量打出的紙帶上選定讓數(shù)點(diǎn)間的距離；
E、根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算m₂下落過(guò)程中，m₁和m₂組成的系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
其中操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是AC．（將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線(xiàn)處）
（2）如圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，O是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示，則在紙帶上的打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v₅=2.40m/s．
（3）若m₁=50g、m₂=150g，在打點(diǎn)0～5過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)能的增量△E_K=0.576J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△E_P=0.588J．（g取9.8m/s²，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）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)，只有理解了這些才能真正了解具體實(shí)驗(yàn)操作的含義；
（2）根據(jù)在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度大�。�
（3）根據(jù)物體的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量，比較動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量之間的關(guān)系可以得出系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流電源，故A錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，故C錯(cuò)誤．
故選：AC．
（2）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，則${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{0.216+0.264}{0.2}m/s=2.40m/s$．
（3）在打點(diǎn)0～5過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)能的增量△E_K=$\frac{1}{2}（{m}_{1}+{m}_{2}）{{v}_{5}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×2．{4}^{2}$J=0.576J．
系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△E_P=（m₂-m₁）gh=0.1×9.8×（0.384+0.216）J=0.588J．
故答案為：（1）AC，（2）2.40，（3）0.576，0.588．

點(diǎn)評(píng) （1）只有明確了實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，才能明確各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的具體含義，這點(diǎn)要在平時(shí)訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)．
（2）本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，要熟練掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力．