Question

【題目】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法:

⑴用公式時(shí)對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是____________為此目的，所選擇的紙帶第１、２兩點(diǎn)間距應(yīng)接近____．

⑵若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量ｍ＝１kg，打點(diǎn)紙帶如下圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則記錄B點(diǎn)時(shí),重錘的速度＝____，重錘動(dòng)能＝__．從開(kāi)始下落起至Ｂ點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量是___，因此可以得出的結(jié)論是___________________________．

(3)即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)求得的ΔEP也一定略______ΔEK(填大于或小于)，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】 紙帶是打第一個(gè)點(diǎn)的瞬間開(kāi)始自由下落的 2mm 0.59m/s 0.174J 0.176J 重力的作用下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒 大于 重錘下落時(shí)受到空氣阻力以及紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力作用，重錘機(jī)械能減小

【解析】（1）用公式時(shí)，對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是重錘是從初速度為零開(kāi)始，

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，打點(diǎn)周期為0.02 s，重物開(kāi)始下落后，在第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點(diǎn)間的距離接近2mm，；

（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論

，

重錘的動(dòng)能：

從開(kāi)始下落至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量：．

得出的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重錘下落過(guò)程中動(dòng)能的增加量等于重力勢(shì)能的減少量，重錘下落的機(jī)械能守恒；

（3）重錘下落過(guò)程要克服阻力做功，所以重力勢(shì)能的減少量一定大于動(dòng)能的增加量，阻力包括空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間的摩擦阻力。