Question

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中
（1）下列說(shuō)法，正確的是

 

．
A．在安裝電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，墨粉紙盤(pán)要夾在兩條紙帶之間
B．為了減小誤差，重物質(zhì)量應(yīng)大些
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先松開(kāi)紙帶，重錘運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后再接通電源
D．若t為起點(diǎn)到某點(diǎn)的時(shí)間，計(jì)算該點(diǎn)的速度可用公式v=gt
（2）若實(shí)驗(yàn)中所用的重錘的質(zhì)量為m=0.1kg，打點(diǎn)紙帶如圖1所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，取B點(diǎn)分析，重錘動(dòng)能E_kB=

 

J，從開(kāi)始下落起至B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能減少量是

 

J．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出對(duì)應(yīng)下落的距離h，則以

1

2

v2為縱軸、以h為橫軸作出的圖象應(yīng)是圖2中的

 

．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，清楚該實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答：解：（1）A、在安裝電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，墨粉紙盤(pán)要夾在兩條紙帶之間，故A正確
B、為了減小誤差，重物質(zhì)量應(yīng)大些，體積應(yīng)該小些，故B正確
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，再松開(kāi)紙帶，故C錯(cuò)誤
D、如果把重物的實(shí)際運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．
（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度有：
v_B=

xAC

2T

=

31.2mm-7.8mm

2×0.02s

=0.59m/s
所以其動(dòng)能為：E_kB=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×0.1×（0.59）²=0.0171J   
重力做功等于重力勢(shì)能的減小量，因此有：
△E_P=mgx=0.1×9.8×0.0176=0.0172J
（3）利用

1

2

v²-h圖線(xiàn)處理數(shù)據(jù)，從理論角度物體自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒可以得出：
mgh=

1

2

mv²，即

1

2

v²=gh
所以以

1

2

v²為縱軸，以h為橫軸畫(huà)出的圖線(xiàn)應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，也就是圖中的C．
故選：C．
故答案為：（1）AB   （2）0.0171；  0.0172   （3）C

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)、誤差分析等，會(huì)起到事半功倍的效果．
用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、推論和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問(wèn)題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問(wèn)題，要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．