Question

5．在進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，
（1）某同學(xué)進(jìn)行了如下操作：
a．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量，按照?qǐng)D1所示裝置安裝好器材；
b．將連有重物的紙帶穿過(guò)限位孔，用手提住，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
c．求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度；
d．在紙帶上選取起始點(diǎn)O和相隔較遠(yuǎn)的點(diǎn)C作為驗(yàn)證的兩個(gè)狀態(tài)，測(cè)量這兩個(gè)點(diǎn)間的距離，這就是這兩個(gè)狀態(tài)之間重物下落的高度；
e．接通電源開(kāi)關(guān)然后釋放紙帶，打出一條紙帶；斷開(kāi)電源，從重物上取下紙帶；
f．計(jì)算上述重物重力勢(shì)能的減少量、兩個(gè)狀態(tài)之間重物動(dòng)能的增加量，比較它們的大小是否相等．
以上操作的合理順序是abedcf．（填步驟前序號(hào)）
（2）實(shí)驗(yàn)中，已知所用電源的頻率是50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖2所示，該同學(xué)每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離標(biāo)在了圖中（其中O點(diǎn)是紙帶運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)位置）．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量為2.75J，動(dòng)能的增加量等于2.72J（取三位有效數(shù)字）．某同學(xué)由以上數(shù)據(jù)認(rèn)為重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，你認(rèn)為他的觀點(diǎn)正確嗎？不確定，你判斷的依據(jù)是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)只進(jìn)行了一組數(shù)據(jù)的分析，雖基本相等，但有偶然性．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)中的基本方法和步驟，從而得出正確答案；
（2）根據(jù)下落的高度求解減小的重力勢(shì)能，對(duì)紙帶進(jìn)行分析，求出C點(diǎn)的速度，即可求出增加的動(dòng)能，分析實(shí)驗(yàn)方法，從而明確對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)首先安裝實(shí)驗(yàn)裝置，同時(shí)將紙帶安裝在重物上，再將紙帶穿過(guò)限位孔，用手提住，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
，先接通電源，然后釋放紙帶，完成后關(guān)閉電源，取下紙帶進(jìn)行分析；先根據(jù)紙帶求出離開(kāi)始點(diǎn)較遠(yuǎn)的某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，測(cè)量下落高度，比較重力勢(shì)能和動(dòng)能是否變化量相同，故步驟為：abedcf
（2）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.2805J=2.75J．
在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，因此有：
v_c=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.3815-0.1950}{2×0.04}$=2.33m/s，
△E_k=E_kC=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}$×1×（2.33）²=2.71J
由于實(shí)驗(yàn)中只進(jìn)行一組數(shù)據(jù)，雖然基本相同，但存在偶然性；
故答案為：（1）abedcf；（2）不確定，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)只進(jìn)行了一組數(shù)據(jù)的分析，雖基本相等，但有偶然性

點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)注意明確第二問(wèn)中最后一個(gè)問(wèn)題答案并不唯一：可以有以下答案：基本認(rèn)同，因?yàn)樵谡`差范圍內(nèi)已經(jīng)證明了機(jī)械能守恒；不認(rèn)同，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所得出的一組數(shù)據(jù)并不相等，相差太大；只要能言之有理，基本可以得分．