Question

16．用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對圖中紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C．用天平測出重錘的質(zhì)量
D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源打出一條紙帶
E．測量紙帶上某些點間的距離
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
Ⅰ．中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E是BC．（將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處）
Ⅱ．在實驗中，質(zhì)量m為1.0kg的重物自由下落，帶動紙帶打出一系列的點，如圖乙所示．相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s，距離單位為cm．
（1）紙帶的左端與重物相連；（填“左”或“右”）
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度V_B=0.98m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）某同學從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，計算出物體的動能增加量${△}_{{E}_{k}}$=0.48J，勢能的減少量${△}_{{E}_{P}}$=0.49J，（g=9.8m/s²），該同學的計算方法和過程并沒有錯誤，卻出現(xiàn)了${△}_{{E}_{k}}$＜${△}_{{E}_{P}}$的結(jié)果，試問這一結(jié)果是否合理？答：合理，因為實驗中存在摩擦阻力和空氣阻力．

Answer 1

分析 I、根據(jù)實驗原理分析實驗中應(yīng)進行的步驟，從而明確實驗中多不必要的或錯誤的操作；
II、（1）根據(jù)紙帶的疏密程度可確定哪端與重物相連；
（2）根據(jù)平均速度可求得B點的瞬時速度；
（3）分析減小的重力勢能和動能，明確由于阻力的存在，重力勢能的減小量要略大于動能的增加量．

解答 解：I、B：將打點計時器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤．
C：因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒有必要．
II、（1）重物拖著紙帶做加速運動，相等時間內(nèi)的位移逐漸增大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）B點的速度等于中間時刻的瞬時速度，故v_B=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}×1{0}^{-2}$=0.98m/s；
（3）動能的增加量△E_k最有可能小于勢能的減少量△E_p，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是摩擦阻力和空氣阻力的存在．
故答案為：I、BC；II、（1）左，（2）0.98；（3）合力，因為下落過程中有摩擦阻力和空氣阻力的存在

點評 解決本題的關(guān)鍵是掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，掌握紙帶的處理方法，知道實驗誤差形成的原因，能根據(jù)紙帶分析重力勢能和動能變化間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．