Question

1．圖1為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示．打P點(diǎn)時(shí)，重物的速度為零；A、B、C為3個(gè)連續(xù)點(diǎn)，測得各點(diǎn)與P的距離如圖所示．已知電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²，重物質(zhì)量為0.2kg，則：
（1）根據(jù)數(shù)據(jù)，可知由P到B重物重力勢能的減少量△E_p=9.82×10^-2J；動(dòng)能的增加量△E_k=9.60×10^-2J；（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重物增加的動(dòng)能略小于減少的重力勢能，其主要原因是D
A．重物的質(zhì)量過大
B．重物的體積過小
C．電源的電壓偏低
D．重物下落時(shí)受到阻力．

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B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定誤差的來源．

解答 解：（1）根據(jù)數(shù)據(jù)，可知由P到B重物重力勢能的減少量△E_p=mgh=0.2×9.8×5.01×10^-2J=9.82×10^-2J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×0.9{8}^{2}$J≈9.60×10^-2J．
（2）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重物增加的動(dòng)能略小于減少的重力勢能，其主要原因是重物下落時(shí)受到阻力作用，使得部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故選：D．
故答案為：（1）9.82×10^-2，9.60×10^-2，（2）D．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和誤差來源，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．