Question

18．某同學(xué)用圖1所示裝置探究重力勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的某紙帶如圖2所示，

（1）如圖2，A、B、C、D、E為紙帶上連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)，O為起始點(diǎn)，各點(diǎn)的距離分別為AB=24.0mm，BC=28.0mm，CD=32.0mm，DE=36.0mm，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz．重錘的質(zhì)量為m=0.2kg，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打C點(diǎn)時(shí)，物體的速度為1.50m/s，從O到C動(dòng)能的增加量為0.225J，實(shí)際中物體重力勢(shì)能的減少量一定＞動(dòng)能增加量（填“＞”“＜”或“=”）．（計(jì)算中g(shù) 取9.8m/s²，結(jié)果都保留三位有效數(shù)字）
（2）若甲、乙、丙三名同學(xué)得到的紙帶，它們前兩個(gè)點(diǎn)間的距離分別是1.8mm、1.9mm、4.0mm．那么一定存在操作錯(cuò)誤的同學(xué)是丙，錯(cuò)誤原因可能是先放紙帶后接通電源．

Answer 1

分析 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，從而得出重錘下落到C點(diǎn)的動(dòng)能．根據(jù)下落的高度求出重力勢(shì)能的減小量．
當(dāng)物體自由下落時(shí)，第一、二兩點(diǎn)之間的距離為h=$\frac{1}{2}$gt²≈2mm，由此可正確解答．

解答 解：（1）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得
v_C=$\frac{0.028+0.032}{2×0.02}$=1.50m/s，
從O到C動(dòng)能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}×0.2×$（1.5）²=0.225J
由于存在摩擦阻力，所以實(shí)際中物體重力勢(shì)能的減少量一定＞動(dòng)能增加量．
（2）當(dāng)物體自由下落時(shí)，第一、二兩點(diǎn)之間的距離為：h=$\frac{1}{2}$gt²≈2mm，由此可知乙同學(xué)的紙帶最為理想，丙同學(xué)所得出的紙帶，開(kāi)始兩點(diǎn)之間的距離明顯大于2mm，著說(shuō)明他在操作過(guò)程中開(kāi)始打點(diǎn)時(shí)，紙帶已經(jīng)具有了速度，可能原因是先釋放重物，后接通電源（或釋放紙帶初速度不為零等）．
故答案為：（1）1.50，0.225，＞
（2）丙；先放紙帶后接通電源

點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的變化量．