Question

3．用如圖甲所示實驗裝置驗證A、B組成系統(tǒng)機械能守恒，B從高處由靜止開始下落，打點計時器在A上拖著的紙帶打出一系列的點，已知打點計時器的打點頻率為50Hz．
（1）在下面列舉的該實驗的幾個操作步驟中，不當?shù)牟襟E是BC（填答案前的字母標號）．
A．按照圖示的裝置安裝實驗器件；
B．將打點計時器接到直流電源上；
C．先釋放B，再接通電源，打點計時器在紙帶上打出一系列點跡；
D．挑選點跡清晰的紙帶進行測量；
E．根據(jù)測量的結果，分別計算系統(tǒng)減少的重力勢能和增加的動能．
（2）圖乙是正確操作實驗獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間均有4個點未畫出，計數(shù)點間的距離如圖乙所示．已知物塊A的質(zhì)量為50g、物塊B的質(zhì)量為200g，則在打0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△E_K=1.05J，系統(tǒng)勢能的減少量△E_P=1.06J．（g取9.8m/s²，結果均保留三位有效數(shù)字）
（3）由上述計算得△E_k與△E_p不相等，造成這種結果的主要原因是阻力的存在，一部分重力勢能轉化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理以及注意事項確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數(shù)點5的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出系統(tǒng)重力勢能的減小量．
（3）通過比較，分析造成誤差的原因．

解答 解：（1）打點計時器應接交流電源，故B錯誤．
實驗時應先接通電源，再釋放紙帶，故C錯誤．
故選：BC．
（2）計數(shù)點5的瞬時速度為：${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{（26.20+31.80）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=2.90m/s
則系統(tǒng)動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{A}+{m}_{B}）{{v}_{5}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.25×2.9{0}^{2}$J≈1.05J
系統(tǒng)重力勢能的減小量為：△E_p=（m_B-m_A）gh=0.15×9.8×（45.8+26.20）J≈1.06J．
（3）由上述計算得△E_k與△E_p不相等，造成這種結果的主要原因是阻力的存在，一部分重力勢能轉化為內(nèi)能．
故答案為：（1）BC；（2）1.05，1.06；（3）阻力的存在，一部分重力勢能轉化為內(nèi)能．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理以及注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出系統(tǒng)動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．