Question

（1）驗(yàn)證“力的平行四邊形法則”實(shí)驗(yàn)如圖所示，A為固定橡皮的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB、OC為細(xì)繩子，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖．圖甲中彈簧秤B的讀數(shù)為

11.40

N；圖乙中的F和兩力中，方向一定沿OA方向的是

F

；本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是

B

．
A．理想實(shí)驗(yàn)法      B．等效替代法      C．控制變量法      D．建立物理模型法

（2）某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖丙中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表（當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）：

時(shí)刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）	5.59	5.08	4.58

①由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t₅時(shí)刻小球的速度v₅=

4.08

m/s．
②從t₂到t₅時(shí)間內(nèi)，重力勢能增量△E_p=

1.42

J，動(dòng)能減少量△E_k=

1.46

J．
③在誤差允許的范圍內(nèi)，若△E_p與△E_k近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．由上述計(jì)算得△E_p

＜

△E_k（選填“＞”“＜”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是

由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在

．

Answer 1

分析：（1）該實(shí)驗(yàn)采用了“等效法”，由于實(shí)驗(yàn)誤差的存在，導(dǎo)致F₁與F₂合成的實(shí)際值與與理論值存在差別．
（2）在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，據(jù)此可以求t₅時(shí)刻的速度大��；
根據(jù)重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出重力勢能的減小量，根據(jù)起末點(diǎn)的速度可以求出動(dòng)能的增加量；
由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動(dòng)能的減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢能．

解答：解：（1）圖甲中彈簧秤B的讀數(shù)為：11N+0.40N=11.40N；
F₁與F₂的合力的實(shí)際值為一個(gè)彈簧拉繩套時(shí)的彈簧的彈力大小和方向，而理論值是通過平行四邊形定則得到的值F′．因此方向一定沿AO方向的是F．
該實(shí)驗(yàn)中采用的科學(xué)方法是等效替代法．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．
（2）①在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，所以有：
v₅=

0.2166+0.1914

2×0.05

=4.08 m/s
②根據(jù)重力做功和重力勢能的關(guān)系有：
△E_p=mg（h₂+h₃+h₄）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10^-2 J=1.42J
在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，所以有：
v₂=

0.2668+0.2918

2×0.05

=5.59 m/s
△E_k=

1

2

m（v₂²-v₅²）=

1

2

×0.2×[（5.59）²-（4.08）²]J=1.46 J．
③由上述計(jì)算得△E_p＜△E_k，由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動(dòng)能減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢能．
故答案為：（1）①11.4；②F；�、跙； （2）①4.08；②1.42； 1.46 ③＜；由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在．

點(diǎn)評：掌握實(shí)驗(yàn)原理，從多個(gè)角度來理解和分析實(shí)驗(yàn)，提高分析解決問題的能力．
本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理方法，以及有關(guān)誤差分析，尤其是誤差分析是難點(diǎn)，要學(xué)會(huì)根據(jù)可能產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析．