Question

6．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時：
（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的有AD
A、打點(diǎn)計時器安裝時要使兩限孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定，以減少紙帶下落過程中的阻力
B、需用天平測出重錘的質(zhì)量
C、打點(diǎn)計時器用四節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組作為電源
D、用手托著重錘，先閉合打點(diǎn)計時器的電源開關(guān)，然后釋放重錘
E、打出的紙帶中，只要點(diǎn)跡清晰，就可以運(yùn)用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²，來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒
F、驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒必須先確定重力勢能的參考平面
（2）驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒時，實(shí)驗(yàn)中計算某一點(diǎn)的速度，甲同學(xué)用v=gt來計算，乙同學(xué)用v_n=$\frac{（{s}_{n}+{s}_{n+1}）}{2T}$來計算．其中乙同學(xué)的計算方法更符合實(shí)驗(yàn)要求．重力加速度g的數(shù)值，甲同學(xué)用9.8m/s²代入，乙同學(xué)用通過對紙帶分析計算出重錘下落的實(shí)際加速度代入，丙同學(xué)用當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度代入，其中丙同學(xué)的做法是正確的．
（3）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)計算結(jié)果時發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量△E_p略大于動能的增加量△E_k，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)△E_p＜△E_k，實(shí)驗(yàn)過程中肯定存在錯誤的是乙同學(xué)．本實(shí)驗(yàn)中引起誤差的主要原因是重錘下落過程中存在著阻力作用．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)中若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的加速度．

解答 解、（1）A、打點(diǎn)計時器安裝時要使兩限孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定，以減少紙帶下落過程中的阻力，故A正確．
B、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故B錯誤．
C、打點(diǎn)計時器應(yīng)該使用交流電源，故C錯誤．
D、用手托著重錘，先閉合打點(diǎn)計時器的電源開關(guān)，然后釋放重錘，故D正確．
E、打出的紙帶中，點(diǎn)跡清晰，運(yùn)用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv²，必須是準(zhǔn)確找出起始點(diǎn)，故E錯誤．
F、驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒不需要確定重力勢能的參考平面，故F錯誤．
故選AD．
（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，由于存在阻力物體實(shí)際下落的加速度小于重力加速度，所以不應(yīng)當(dāng)用重力加速度g來表示某位置的速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上點(diǎn)時小車的瞬時速度大小，所以乙同學(xué)的計算方法更符合實(shí)驗(yàn)要求，關(guān)于重力加速度g的數(shù)值，應(yīng)該用當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度代入，所以丙同學(xué)的做法是正確的．
（3）由于紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力，重力勢能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢能的減小量明顯大于動能的增加量．所以實(shí)驗(yàn)過程中肯定存在錯誤的是乙同學(xué)，本實(shí)驗(yàn)中引起誤差的主要原因是重錘下落過程中存在著阻力作用．
故答案為：（1）AD；
（2）乙、丙；
（3）乙、重錘下落過程中存在著阻力作用．

點(diǎn)評 紙帶問題的處理時力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的加速度．