Question

15．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖1所示（相鄰記數(shù)點(diǎn)時間間隔為0.02s），那么：

（1）供選擇的重物有以下四個，最佳選擇是C．
A．質(zhì)量為100g的木球   B．質(zhì)量為10g的砝碼    C．質(zhì)量為200g的鉤碼   D．質(zhì)量為10g的塑料球
（2）紙帶的P端與重物相連；（填“P”或“C”，必須用字母表示）
（3）打點(diǎn)計時器打下計數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度v_B=0.98m/s（保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
（4）從起點(diǎn)P到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的重力勢能減少量△E_P=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48J；（g取9.8m/s²保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）
（5）通過計算，數(shù)值上△E_P＞△E_k（填“＜”、“＞”或“=”），這是因?yàn)榧垘Ш椭劐N運(yùn)動過程中受阻力．

Answer 1

分析 對于實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項這幾點(diǎn)去搞清楚．
紙帶實(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)動的瞬時速度．從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）由于實(shí)驗(yàn)中受到空氣阻力和紙帶的摩擦阻力，所以我們應(yīng)找體積較小，質(zhì)量較大的物體作為研究對象．
故選：C．
（2）實(shí)驗(yàn)中重錘是從靜止釋放的，速度逐漸增大，與重錘相連的紙帶速度較小，后面逐漸增大．從圖中可以看出應(yīng)該是P端與重物相連．
（3）利用勻變速直線運(yùn)動的推論得
v_B=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$0.98m/s
（4）△E_p=mgh=1×10×5.01×10^-2=0.49J
△E_k=$\frac{1}{2}$×1×0.98²=0.48J，
（5）通過計算可以看出△E_P＞△E_K，這是因?yàn)榧垘Ш椭劐N運(yùn)動過程中受阻力，
故答案為：（1）C
（2）P
（3）0.98，
（4）0.49，0.48，
（5）＞，紙帶和重錘運(yùn)動過程中受阻力；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，得出動能的增加量，以及會通過下降的高度求出重力勢能的減小量．