Question

(8分)如圖為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖�，F(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重物、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

⑴為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有      (填入正確選項(xiàng)前的字母)；
A．秒表         B．刻度尺         C．0～6V的交流電源         D．0～6V的直流電源
⑵實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有                                                                
                                                                            (寫(xiě)出兩個(gè)原因)；
⑶若已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g＝9.80m/s²，重物質(zhì)量為mkg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，其中O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為另外3個(gè)連續(xù)點(diǎn)，由圖中數(shù)據(jù)可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)重力勢(shì)能減少量ΔE_p＝     J，動(dòng)能增量ΔE_k＝     J，得出的結(jié)論是                。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

⑴BC；⑵用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)之間的距離，即重物下落的高度時(shí)，會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦力，也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成誤差；⑶7.62m，7.59m，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒。

解析試題分析：⑴從實(shí)驗(yàn)提供的已有器材中可知，由于選用了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，因此需要學(xué)生電源，且為低壓交流電源，故選項(xiàng)C正確；選項(xiàng)D錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)量紙帶上點(diǎn)之間的距離，即重物下落的高度，因此需要使用刻度尺，故選項(xiàng)B正確，本實(shí)驗(yàn)中無(wú)需測(cè)量時(shí)間，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。
⑵在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)之間的距離，即重物下落的高度時(shí)，讀數(shù)(刻度尺需要估讀)會(huì)引起此實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦力，以及重物下落過(guò)程中所受的空氣阻力等，也會(huì)對(duì)此實(shí)驗(yàn)造成系統(tǒng)誤差；
⑶由圖中數(shù)據(jù)可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，下降的高度為77.76cm＝0.7776m，因此此過(guò)程中重力勢(shì)能減少量ΔE_p＝mgh＝m×9.80×0.7776J＝7.62m，運(yùn)動(dòng)至B時(shí)重物對(duì)應(yīng)的速度為：v_B＝×10^－2m/s＝3.895m/s，所以重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能增量ΔE_k＝－0＝0.5×m×3.895²J＝7.59m，通過(guò)ΔE_p和ΔE_k兩者大小的比較可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，減少的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能幾乎相等，即機(jī)械能守恒。
考點(diǎn)：本題主要考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，涉及了器材的選取、誤差分析、數(shù)據(jù)處理等知識(shí)，屬于中檔題。