Question

(8分)用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s₀＝19.00cm，点A、C间的距离为s₁＝8.36cm，点C、E间的距离为s₂＝9.88cm，g取9.8m/s²，测得重物的质量为100g。

⑴下列做法正确的有       ；
A．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
⑵选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒。重物减少的重力势能是     J，打下C点时重物的速度是     m/s。(结果保留三位有效数字)
⑶实验中，重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，写出一条产生这一现象的原因           

Answer 1

⑴AB；⑵0.268，2.28；⑶纸带与打点计时器间的摩擦阻力及空气阻力。

试题分析：⑴图甲中两限位孔必须在同一竖直线上和实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直都是为了减小其与纸带之间的摩擦，故选项A、B正确；实验时，应先接通打点计时器电源再放手松开纸带，以确保打第一个点O时重物对应的速度为零，故选项C错误；数据处理时，应选择纸带上距离适当远的两点作为初、末位置，以减小长度的测量误差，故选项D错误。
⑵重物减少的重力势能为：ΔE_p＝mg(s₀＋s₁)＝0.1×9.8×(0.19＋0.0836)J＝0.268J，由于重物下落做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动中点时刻速度等于平均速度可知，打下C点时重物的速度为：v_C＝＝m/s＝2.28m/s
⑶在实验过程中，纸带与打点计时器之间的摩擦、空气阻力是存在的，因此需克服阻力做功，损失部分能量，因此实验中，重物减小的重力势能总是略大于增加的动能。