Question

在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)中，打出的紙帶如圖所示，其中A、B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第1、2個(gè)點(diǎn)，AB=2mm，D、E、F為點(diǎn)跡清晰時(shí)連續(xù)打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，測(cè)得D、E、F到A的距離分別為S₁、S₂、S₃（圖中未畫出）．設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重物質(zhì)量為m，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)重力加速度為g．一位學(xué)生想從紙帶上驗(yàn)證打下A點(diǎn)到打下E點(diǎn)過程中，重物的機(jī)械能守恒．

（1）實(shí)驗(yàn)中，如下哪些操作是必要的______．
A．用秒表測(cè)量時(shí)間
B．重物的質(zhì)量應(yīng)盡可能大些
C．先開電源后放紙帶
D．先放紙帶后開電源
（2）重物重力勢(shì)能減少量△E_P=______，動(dòng)能增量△E_K=______．
（3）比較△E_P和△E_K發(fā)現(xiàn)，重物重力勢(shì)能的減少量△E_P大于動(dòng)能的增加量△E_K，造成這一誤差的原因______．

Answer 1

（1）A、可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，不需要秒表，故A錯(cuò)誤；
B、重物的質(zhì)量應(yīng)盡可能大些，這樣可以減小阻力引起的誤差，故B正確；
C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：BC
（2）因?yàn)锳B=2mm，則A點(diǎn)為自由落體運(yùn)動(dòng)的初始位置，即v_A=0，
從A點(diǎn)到E點(diǎn)過程中，重力勢(shì)能的減小量為：△E_P=mgS₂
根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得：
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度：vB=

S3-S1

2T

=

(S3-S1)f

2

則動(dòng)能增量為：△E_K=

1

2

mvB2=

m(S3-S1)2f2

8

（3）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中有阻力作用，所以減小的重力勢(shì)能大于增加的動(dòng)能．
故答案為：（1）BC；（2）mgS₂；

m(S3-S1)2f2

8

；（3）實(shí)驗(yàn)過程中有阻力作用．