Question

2．做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中
（1）已有帶夾子的鐵架臺(tái)、電火花計(jì)時(shí)器、紙帶外，還必須選取的器材是圖1中的BCD（填字母）．
（2）在挑選紙帶時(shí)，應(yīng)選擇一條點(diǎn)跡清晰且第1、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶．
（3）如圖2所示，實(shí)驗(yàn)得到了一條完整紙帶，將紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O點(diǎn)，分別測(cè)出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C…與O點(diǎn)之間的距離h₁、h₂、h₃…，測(cè)得h₁=39.50cm、h₂=45.50cm、h₃=5l.80cm．要驗(yàn)證OB兩點(diǎn)間機(jī)械能是否守恒，由以上數(shù)據(jù)可求得打B點(diǎn)時(shí)重物速度大小為3.1m/s （保留兩位有效數(shù)字）．若當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，由以上數(shù)據(jù)比較重物在OB兩點(diǎn)間減小的重力勢(shì)能△E_P=mgh₂和增加動(dòng)能△E_K=$\frac{m{v}_{B}^{2}}{2}$的大小關(guān)系為△E_K＞△E_P，造成該結(jié)果的原因可能是先釋放紙帶后接通電源．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）當(dāng)重物的運(yùn)動(dòng)可以視為自由落體運(yùn)動(dòng)，誤差較小，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式得出第1、2兩點(diǎn)間的距離．
（3）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度．實(shí)驗(yàn)中動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減小量，可能是打點(diǎn)時(shí)紙帶有初速度．

解答 解：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源，實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，還需要驗(yàn)證重物重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等，需要重錘，故選：BCD．
（2）根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×9.8×0.0{2}^{2}m≈2mm$知，應(yīng)選擇一條點(diǎn)跡清晰且第1、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶．
（3）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}=\frac{0.5180-0.3950}{0.04}$m/s=3.1m/s，實(shí)驗(yàn)中動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減小量，原因可能是先釋放紙帶后接通電源．
故答案為：（1）BCD，（2）2mm，（3）3.1，先釋放紙帶后接通電源．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵紙帶實(shí)驗(yàn)的原理，知道實(shí)驗(yàn)誤差的來源，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)知道求解瞬時(shí)速度，難度不大．