Question

【題目】在驗證機械能守恒定律的實驗中，打點計時器所用電源的頻率為 50 Hz，當地重力加速度的值為 9.80 m/s2，測得所用重物的質量為 0.5 kg。甲、乙、丙三個學生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第一、二兩點間的距離分別為 0.18 cm、0.19 cm和 0.25 cm，可看出其中肯定有一個學生在操作上有錯誤，操作有錯誤的是________。

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續三點 A、B、C 到第一個點的距離如圖所示(相鄰計數點間的時間間隔為 0.02 s)，那么：

(1)紙帶的________端（填“左”或“右”）與重物相連。

(2)打點計時器打下計數點 B 時，重物的速度 vB ＝________。

(3)從起點 O 到計數點 B 的過程中，重物的重力勢能減少量 EP ＝________，此過程中重物動能的增加量 Ek ＝________。（保留兩位有效數字）

(4)通過計算，數值上 EP ________ Ek ( 填 “>” “ ＝ ” 或 “<”) ，這是因為__________。

(5)實驗的結論是_________________________________________。

Answer 1

【答案】 丙同學 左 0.98m / s 0.25J 0.24J > 實驗中存在摩擦力和空氣阻力，重物克服阻力做功而損失機械能 在實驗誤差允許的范圍內，機械能守恒

【解析】（1）根據，可知丙同學的操作步驟中有錯誤，錯誤操作是先放開紙帶后接通電源；
（2）①根據題圖可知，紙帶從左向右，相等時間內的位移越來越大，知紙帶的左端與重物相連；
②B點的速度等于AC段的平均速度， ；
③重力勢能的減小量
動能的增加量；
④通過計算，數值上，這是因為實驗中存在摩擦力和空氣阻力，重物克服阻力做功而損失機械能；
⑤通過實驗分析可知，在實驗誤差允許范圍內，重物的機械能守恒。