Question

【題目】某同學利用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落。

（1）實驗裝置中有一處明顯的錯誤是：___________________

（2）上圖為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一個點，O點與第2點的距離約為2mm，分別測出若干連續點A、B、C…與O點之間的距離hA、hB、hC….

①兩點間的時間間隔為T，重力加速度為g，|ΔEp|表示O點至C點過程重物重力勢能減少量，ΔEk表示O點至C點過程重物動能的增加量，實驗中計算C點的速度，甲同學用來計算，可以推斷|ΔEp|_____ΔEk(填“>”或“=”或“<”)；乙同學用來計算，可以推斷|ΔEp|_____ΔEk(填“>”或“=”或“<”)。其中_______同學的計算方法更符合實驗要求。

②本次實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當地重力加速度g＝9.80 m/s2，測得所用的重物質量為1kg，則從O點到C點的過程重力勢能的減小量|ΔEp|=___________J，重物動能增加量ΔEk=_____________J(結果均保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】學生電源應接交流（或學生電源接在了直流） = > 乙 1.22J 1.20J或1.21J

【解析】

（1）[1]．打點計時器應接交流電源，不能接直流電源．

（2）①[2]．甲同學用來計算，運用了hC及加速度g，直接認為重物做自由落體運動故機械能守恒，可以推斷|△Ep|等于△Ek；

[3][4]．丙同學用來計算，運用勻變速直線運動規律：中間時刻的瞬時速度等于平均速度，求出的vC是真實的，但在下落過程中，不可避免地存在阻力，故|△Ep|大于|△Ek|；其中乙同學的計算方法更符合實驗要求。

（3）[5]．本次實驗中，從O點到C點的過程重力勢能的減小量

|ΔEp|=mghC=1×9.8×0.1240=1.22J

[6]．打C點時的速度：

重物動能增加量

ΔEk=。