Question

14．如圖所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置：所用電源的頻率為50Hz．某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離（單位：cm）如圖所示，圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C是連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)．

（1）關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是D

A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接直流電源	B．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源打點(diǎn)
C．需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間	D．釋放重物前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（2）若重錘質(zhì)量為1kg，重力加速度取9.8m/s²．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度v_B=0.98m/s，重錘的動(dòng)能E_kB=0.48J．從開始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減小量為0.49J（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．通過計(jì)算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因?yàn)橛屑垘�摩擦和空氣阻力�?

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）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)速度求出打出B點(diǎn)的速度，從而得出重錘的動(dòng)能．根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，故B錯(cuò)誤．
C、該實(shí)驗(yàn)不需要用秒表測(cè)量重物下落的時(shí)間，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得出，故C錯(cuò)誤．
D、釋放重物前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D正確．
故選：D．
（2）B點(diǎn)的速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s，
重物的動(dòng)能為：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$=0.48J，
重錘的重力勢(shì)能減小量為：$△{E}_{p}=mgh=1×9.8×5.01×1{0}^{-2}$J=0.49J，
通過計(jì)算，數(shù)值上△E_p＞△E_k，這是因?yàn)榧垘�摩擦和空氣阻力的影響�?br />故答案為：（1）D；（2）0.98，0.48，0.49，＞，有紙帶摩擦和空氣阻力．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵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(shì)能的減小量．