Question

18．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示．

（1）該實驗中使用電火花計時器，它的工作電壓是交流220V（填“交流220V”、“交流6V以下”或“直流6V以下”），紙帶下端所掛重物應(yīng)選圖乙中的C重物比較合適（填所選重物的字母）．
（2）按照正確的操作得到如圖丙所示的紙帶．其中打O點時釋放重物，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O點到A、B、C各點的距離，并記錄在圖丙中（單位cm）．已知打點計時器打點時間間隔為0.02s，重物質(zhì)量為0.5kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g取9.80m/s²．
①這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是12.8．
②現(xiàn)選取重物在OB段的運動進行數(shù)據(jù)處理，則打B點時重物的速度為1.57m/s，OB段動能增加量為0.616J，重力勢能減少量為0.627J（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）．
③即使在操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準確的前提下，該實驗測得的△E_P也一定略大于△E_K，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因：重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

Answer 1

分析 （1）電火花打點計時器使用交流220V的電源，所選的重物應(yīng)質(zhì)量大一些，體積小一些．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）電火花打點計時器使用交流220V的工作電壓，重物選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的，故選C．
（2）①紙帶點跡間距離的讀數(shù)小數(shù)點后保留2位，則三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是12.8．
②B點的速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（16.12-9.84）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.57m/s，則OB段動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×1.5{7}^{2}$≈0.616J，重力勢能的減小量△E_p=mgh=0.5×9.8×0.128J≈0.627J．
③數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準確的前提下，該實驗測得的△E_P也一定略大于△E_K，產(chǎn)生該系統(tǒng)誤差的原因：重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．
故答案為：（1）交流220V； C   （2）①12.8    ②1.57； 0.616；  0.627 
③重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，本題是常規(guī)題，運用勻變速直線運動的兩個推論處理紙帶問題，是高考熱點，要熟練掌握．