Question

【題目】如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始下落，某實(shí)驗(yàn)小組利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（1）關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是________.

A．必須測(cè)量重物質(zhì)量

B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用4節(jié)干電池串聯(lián)組成電源

C．可以用手托住重物，待紙帶自由下垂穩(wěn)定后再釋放重物

D．先接通電源，再釋放紙帶

（2）小明得到如圖所示的紙帶，紙帶上各點(diǎn)O、A、B、C…是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)，相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．重物下落高度可從紙帶上各點(diǎn)間的距離直接測(cè)出．已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有_________．

A．OA、AD和EG的長(zhǎng)度

B．OC、BC和CD的長(zhǎng)度

C．OE、CE和EG的長(zhǎng)度

D．AC、BD和EG的長(zhǎng)度

（3）小明同學(xué)用刻度尺測(cè)得OA＝9.62 cm，OC＝15.89 cm，OE＝23.64 cm．重物的質(zhì)量為1.00 kg，取g＝9.80 m/s2．在OC段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝______ J；重物的動(dòng)能增加量ΔEk＝_______ J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)．

（4）小華同學(xué)利用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g．打出了一條紙帶后，在紙帶上測(cè)量出了各點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離h，并算出了各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以v2為縱軸畫出了如圖所示的圖線．由于圖線明顯偏離原點(diǎn)，若測(cè)量和計(jì)算都沒(méi)有問(wèn)題，其原因可能是__________．

A．重物下落過(guò)程受到空氣阻力

B．先釋放重物，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

C．所用電源的頻率偏大

小華測(cè)出該圖線的斜率為k，如果阻力不可忽略，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g____k(選填“>”、“=”或“<”)．

Answer 1

【答案】（1）D （2）BC （3）1.56 1.54 （4）B ＞

【解析】

（1）此實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的關(guān)系是mgh=mv2，兩邊的質(zhì)量m可以消掉，則沒(méi)必要測(cè)量重物質(zhì)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須要接低壓交流電源，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)前用手拉住紙帶保持豎直，然后由靜止釋放，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)要先接通電源，再釋放紙帶，選項(xiàng)D正確；

（2）根據(jù)要驗(yàn)證的關(guān)系mgh=mv2，若已知BC和CD的長(zhǎng)度可求解C點(diǎn)的速度，再已知OC可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，選項(xiàng)B正確；若已知CE和EG的長(zhǎng)度可求解E點(diǎn)的速度，再已知OE可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，選項(xiàng)C正確；根據(jù)AD的數(shù)據(jù)不能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；故選BC.

（3）在OC段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghOC=1×9.8×0.1589J=1.56 J；打C點(diǎn)時(shí)重物的速度：；重物的動(dòng)能增加量ΔEk＝．

（4）從圖象中可以看出，當(dāng)物體下落的高度為0時(shí)，物體的速度不為0，說(shuō)明了操作中先釋放重物，再接通（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）電源。故選B.

若阻力不能忽略，則有：mgh-fh=mv2，則v2=（g-）h，斜率k＜g，即當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g>k。