Question

【題目】用如圖實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．如圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出．已知m1＝100 g、m2＝300 g，則(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到直流電源上

C．先釋放m2，再接通電源打出一條紙帶

D．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離

E．根據(jù)測量的結(jié)果，分別計(jì)算系統(tǒng)減少的重力勢能和增加的動(dòng)能

其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是__________(填選項(xiàng)對應(yīng)的字母)．

（2）在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝______m/s；

（3）在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝_______J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝______J。（保留三位有效數(shù)據(jù)）

（4）由此得出的結(jié)論是_____________________________________________________________；

Answer 1

【答案】BC 2.4 1.15 1.18 在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

【解析】

（1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，只有理解了這些才能真正了解具體實(shí)驗(yàn)操作的含義；（2）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度大��；（3）根據(jù)物體的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動(dòng)能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．

解：（1）B：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤．C：開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故C錯(cuò)誤．故選BC．

（2）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度，可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為：；

（3）物體的初速度為零，所以動(dòng)能的增加量為：，重力勢能的減小量等于物體重力做功，故：△EP=W=mgh=0.60J；由此可知?jiǎng)幽艿脑黾恿亢蛣菽艿臏p小量基本相等，因此在在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．