在驗證機械能守恒的實驗中(實驗裝置如圖1),有下列A至F六個步驟:
A.將打點計時器豎直固定在鐵架臺上
B.接通電源,再松開紙帶,讓重錘自由下落
C.取下紙帶,更換紙帶(或?qū)⒓垘Х瓊面),重新做實驗
D.將重錘固定在紙帶的一端,讓紙帶穿過打點計時器,用手提紙帶
E.選擇一條紙帶,用刻度尺測出重錘下落的高度h
1、h
2、h
3、…h(huán)
n,計算出對應的即時速度v
nF.分別算出
mvn2和mghn,比較在實驗誤差范圍內(nèi)是否相等.
(1)以上實驗步驟按合理的操作步驟排列應該是
某個實驗小組的甲乙兩位同學按照正確的操作選得紙帶如圖2示.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點.用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點的距離分別為h
A=9.51cm、h
B=12.42cm、h
C=15.70cm,現(xiàn)利用OB段所對應的運動來驗證機械能守恒,已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s
2,打點計時器所用電源頻率為f=50Hz,設重錘質(zhì)量為0.1kg.
(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得重錘在OB段所對應的運動過程中減小的重力勢能為
J(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字,下同),而動能的增加量為
J.實驗發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等,請指出一個可能的原因
.
(3)處理數(shù)據(jù)過程中,甲乙兩位同學分別發(fā)現(xiàn)了一種計算B點對應時刻物體速度v
B的新思路:
甲同學發(fā)現(xiàn),圖中的B是除起始點外打點計時器打下的第n個點.因此可以用從O點到B點的時間nT(T是打點計時器的打點周期)計算,即v
B=gnT,再依此計算動能的增量.
乙同學認為,可以利用從O點到B點的距離h
B計算,即v
B=
,再依此計算動能的增量.你認為,他們新思路中
A.只有甲同學的思路符合實驗要求
B.只有乙同學的思路符合實驗要求
C.兩位同學的思路都符合實驗要求
D.兩位同學的思路都不符合實驗要求
(4)在上圖紙帶基礎上,某同學又選取了多個計數(shù)點,并測出了各計數(shù)點到第一個點O的距離h,算出了各計數(shù)點對應的速度v,以h為橫軸,以
為縱軸畫出的圖線應是如圖3中的
.圖線的斜率表示
.