Question

(8分)用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律時，所用交流電源的頻率為50Hz，得到如圖乙所示的紙帶。選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為s₀＝19.00cm，點A、C間的距離為s₁＝8.36cm，點C、E間的距離為s₂＝9.88cm，g取9.8m/s²，測得重物的質量為100g。

⑴下列做法正確的有       ；
A．圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上
B．實驗前，手應提住紙帶上端，并使紙帶豎直
C．實驗時，先放手松開紙帶再接通打點計時器電源
D．數據處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
⑵選取O、C兩點為初末位置研究機械能守恒。重物減少的重力勢能是     J，打下C點時重物的速度是     m/s。(結果保留三位有效數字)
⑶實驗中，重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能，寫出一條產生這一現象的原因           

Answer 1

⑴AB；⑵0.268，2.28；⑶紙帶與打點計時器間的摩擦阻力及空氣阻力。

試題分析：⑴圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上和實驗前，手應提住紙帶上端，并使紙帶豎直都是為了減小其與紙帶之間的摩擦，故選項A、B正確；實驗時，應先接通打點計時器電源再放手松開紙帶，以確保打第一個點O時重物對應的速度為零，故選項C錯誤；數據處理時，應選擇紙帶上距離適當遠的兩點作為初、末位置，以減小長度的測量誤差，故選項D錯誤。
⑵重物減少的重力勢能為：ΔE_p＝mg(s₀＋s₁)＝0.1×9.8×(0.19＋0.0836)J＝0.268J，由于重物下落做勻變速直線運動，根據勻變速直線運動中點時刻速度等于平均速度可知，打下C點時重物的速度為：v_C＝＝m/s＝2.28m/s
⑶在實驗過程中，紙帶與打點計時器之間的摩擦、空氣阻力是存在的，因此需克服阻力做功，損失部分能量，因此實驗中，重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能。