Question

20．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．實(shí)驗(yàn)選用重錘質(zhì)量為1.0kg．
（1）將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（或電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）固定在鐵架臺的支架上，開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，接通電源和松開紙帶兩個(gè)操作，先做的應(yīng)該是接通電源．
（2）紙帶上O點(diǎn)為自由下落的起點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C、D是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的連續(xù)的點(diǎn)，至O點(diǎn)的距離如圖所示，則重錘從O運(yùn)動(dòng)到C，重力勢能減少1.24J，重錘經(jīng)過C時(shí)的速度為1.55m/s，其動(dòng)能增加1.20J．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，重力勢能減少與動(dòng)能增加不相等，總是略大于（選填“小于”或“大于”）動(dòng)能的增加，可能原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有阻力，或空氣阻力．（本題計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，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C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，接通電源和松開紙帶兩個(gè)操作，先做的應(yīng)該是先接通電源，再釋放紙帶．
（2）重力勢能的減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.124J=1.24J，
重錘經(jīng)過C時(shí)的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.1571-0.0951}{0.04}m/s$=1.55m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.5{5}^{2}=1.20J$．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于存在空氣阻力、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力，所以重力勢能的減小量略大于動(dòng)能的增加量．
故答案為：（1）接通電源  （2）1.24；1.55；1.20
（3）大于；紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有阻力，或空氣阻力

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，會通過紙帶確定下降的高度，得出重力勢能的減小量，通過紙帶求解瞬時(shí)速度，得出動(dòng)能的增加量，以及知道實(shí)驗(yàn)誤差形成的原因．