Question

【題目】如圖所示，是利用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz的交流電。

（1）甲同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)。已知重物的質(zhì)量為1.00kg，取g =9.80m/s2 。在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢(shì)能的減少量ΔEp=_________J；打B點(diǎn)瞬間重物的速度VB=_________m/s(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。

（2）該實(shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，這屬于本實(shí)驗(yàn)的___________誤差（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）。由此看，甲同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是ΔEp________ΔEk（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）①乙同學(xué)想利用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖3所示的圖線。由于圖線沒有過原點(diǎn)，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測(cè)量和計(jì)算都沒有出現(xiàn)問題，其原因可能是____________（在A、B、C項(xiàng)中選擇并填在橫線上）。

A、由于空氣阻力的影響

B、先釋放重物再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

C、先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放重物

②乙同學(xué)測(cè)出該圖線的斜率為k，如果不計(jì)一切阻力，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g ____k（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

（4）丙同學(xué)利用該實(shí)驗(yàn)裝置又做了其它探究實(shí)驗(yàn)，分別打出了以下4條紙帶①、②、③、④，其中只有一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的。為了找出該紙帶，丙同學(xué)在每條紙帶上取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的距離依次為x1、x2、x3。請(qǐng)你根據(jù)下列x1、x2、x3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為________。（取g =9.80m/s2,將選中紙帶數(shù)據(jù)前的序號(hào)填在橫線上）

①6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm ②4.96 cm，5.35 cm，5.74 cm

③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm ④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm

Answer 1

【答案】1.82 1.85 系統(tǒng) 大于 B 等于 ②

【解析】

本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。

（1）[1] 在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢(shì)能的減少量

[2]打B點(diǎn)時(shí)的速度

（2）[3] 該實(shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，這屬于本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差。

[4]由于有阻力的存在，故數(shù)據(jù)處理結(jié)果比較合理的是。

（3）[5]從圖象中可以看出，當(dāng)物體下落的高度為0時(shí)，物體的速度不為0，說明了操作中先釋放重物，再接通(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)電源。故B正確AC錯(cuò)誤。

[6]根據(jù)機(jī)械能守恒得：

則：

則圖像的斜率：。

（4）[7] 紙帶中打出的點(diǎn)符合相鄰相等的條件，則可以知道相鄰兩位移間應(yīng)保證位移之差等于

①中的位移之差分別為0.05cm；②中的位移之差分別為0.39cm；③中的位移之差分別為0.39cm，0.79cm；④中的位移之差分別為0.48cm。故紙帶應(yīng)該為②。