Question

【題目】曉宇利用“自由落體”的方法驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律，他進(jìn)行了多次操作打出了四條不同的紙帶，經(jīng)過(guò)測(cè)量可知紙帶A、紙帶B、紙帶C、紙帶D前兩點(diǎn)之間的距離分別為0.185cm、0.192cm、0.265cm、0.195cm。已知低壓交流電源的頻率為50Hz、重錘的質(zhì)量為1.00kg、重力加速度取�；卮鹣铝袉栴}：

(1)上述的四條紙帶中有一條在操作過(guò)程中存在明顯的問題，該紙帶為__________________；

(2)按照測(cè)量的要求從其中選出一條合適的紙帶，并選取點(diǎn)跡清晰的計(jì)時(shí)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示，分析知紙帶的__________________（選填“左”或“右”）端與重錘相連；

(3)由圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求解打計(jì)時(shí)點(diǎn)2時(shí)，重錘下落的速度為__________________；

(4)重錘由計(jì)時(shí)點(diǎn)0下降到計(jì)時(shí)點(diǎn)2的過(guò)程中，重錘的重力勢(shì)能的減少量為_________，重錘的動(dòng)能的增加量為_____________，由計(jì)算分析可知___________（選填“＞”“=”或“＜”），原因?yàn)?/span>____________________________________；

(5)請(qǐng)根據(jù)以上寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：____________________________________。

Answer 1

【答案】紙帶C 左 0.98m/s 0.49J 0.48J ＞ 實(shí)驗(yàn)中存在摩擦力和空氣阻力，重錘克服阻力做功損失機(jī)械能 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒

【解析】

(1)[1]如果自由下落時(shí)，在0.02s內(nèi)的位移大小應(yīng)為

因?yàn)?/span>

則紙帶C肯定有操作錯(cuò)誤，說(shuō)明他操作時(shí)先釋放了紙帶，后接通了電源，致使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)時(shí)，重錘的速度并不為零；

(2)[2]因重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，開始記錄時(shí)計(jì)時(shí)點(diǎn)間距小，所以紙帶的左端與重錘相連；

(3)[3]重錘的速度

代入數(shù)據(jù)可得

(4)[4]從計(jì)時(shí)點(diǎn)0到計(jì)時(shí)點(diǎn)2的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量

[5]動(dòng)能的增加量

[6]由以上計(jì)算知，，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中有摩擦力和空氣阻力等阻力的存在，重錘要克服阻力做功而損失機(jī)械能；

(5)[7]由上述分析可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)機(jī)械能守恒。