Question

14．某研究性學(xué)習(xí)小組用圖1所示裝置驗證機械能守恒定律

（1）安裝器材后，進行以下操作：
A、將打點計時器接到電源的直流輸出端；
B、測出m₁、m₂的質(zhì)量；
C、m₂從高處由靜止開始下落，同時接通打點計時器電源開關(guān)，m₁拖著的紙帶打出一系列的點；
D、測量打出的紙帶上選定讓數(shù)點間的距離；
E、根據(jù)測量的結(jié)果計算m₂下落過程中，m₁和m₂組成的系統(tǒng)減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是AC．（將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處）
（2）如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶，O是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖2所示，則在紙帶上的打下計數(shù)點5時的速度v₅=2.40m/s．
（3）若m₁=50g、m₂=150g，在打點0～5過程中，系統(tǒng)動能的增量△E_K=0.576J，系統(tǒng)勢能的減少量△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）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，只有理解了這些才能真正了解具體實驗操作的含義；
（2）根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點5時的速度大�。�
（3）根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出系統(tǒng)機械能是否守恒．

解答 解：（1）實驗時，打點計時器接交流電源，故A錯誤．實驗時，應(yīng)先接通電源再釋放紙帶，故C錯誤．
故選：AC．
（2）某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{0.216+0.264}{0.2}m/s=2.40m/s$．
（3）在打點0～5過程中，系統(tǒng)動能的增量△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．

點評 （1）只有明確了實驗原理以及實驗的數(shù)據(jù)測量，才能明確各項實驗操作的具體含義，這點要在平時訓(xùn)練中加強練習(xí)．
（2）本題全面的考查了驗證機械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題，要熟練掌握勻變速直線運動的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強數(shù)據(jù)處理能力．