Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。

（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；

C．用天平測量出重錘的質(zhì)量；

D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；

E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；

F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因。答：______________。

（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器接在50Hz的交變電源上，自由下落的重物質(zhì)量為1kg，一條理想的紙帶數(shù)據(jù)如下圖所示，單位是cm，取g=9.8m/s2，O、A之間有幾個點沒畫出。O點是重物開始下落時打出的第一個點。從起點O到打下點B的過程中重力勢能減少量ΔEP＝_____________，此過程中物體動能的增量ΔEK＝________。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）判斷機械能_______（填“是 ”或“否”）守恒，理由是________________。

Answer 1

【答案】（1）B錯誤，應(yīng)接電源的交流輸出端；D錯誤，先接通電源再釋放夾子；C是不必要的； （2）2.34J 2.33J 是 在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的重力勢能的減少量等于動能的增加量．

【解析】

（1）B、打點計時器應(yīng)接到電源的交流輸出端上，故B錯誤．C、驗證機械能守恒，即驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以C步驟不必要．D、實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故D錯誤．所以沒有必要或操作不當(dāng)?shù)牟襟E為BCD．
（2）利用勻變速直線運動的推論

重物由O點運動到B點時，重物的重力勢能的減少量：△EpB=mgh=1.0×9.8×0.2386J≈2.34J．

在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的重力勢能的減少量等于動能的增加量，所以在實驗誤差范圍內(nèi)，機械能守恒．