Question

【题目】在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg.甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误．

(1)哪位学生操作有误？错误操作是？____________________．

(2)若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s)，那么(结果均保留两位有效数字)

①纸带的________（填“左”或“右”）端与重物相连．

②打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB＝________.

③在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是ΔEp＝________，此过程中重物动能的增加量是ΔEk＝________.

④通过计算，数值上ΔEp________ΔEk(填“＞”、“＝”或“＜”)，这是因为__________________．

⑤实验的结论是______________________．

Answer 1

【答案】 先放开纸带后接通电源 左 0.98 m/s 0.49 J 0.48 J ＞ 实验中存在着阻力 在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒

【解析】【试题分析】做自由下落物体在0.02s内下落的高度大约2mm，从而确定丙在操作上错误．1、2两个点的距离偏大，可知初速度不为零，操作的错误在于先释放重物后接通电源．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而求出B点的动能，根据下落的高度求出重力势能的减小量．通过比较得出实验的结论．

(1)根据 h=gt2=×10×0.022m＝0.2cm，可知丙同学的操作步骤中有错误，错误操作是先放开纸带后接通电源．

(2)①根据题图可知，纸带从左向右，相等时间内的位移越来越大，知纸带的左端与重物相连；

②B点的速度等于AC段的平均速度, .

③重力势能的减小量△Ep=mgxOB=1×9.8×0.0501J=0.49J，动能的增加量.

④△Ep＞△Ek，这是因为实验中存在着阻力；

⑤通过实验分析可知，在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒．