Question

【題目】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量m=0.30kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g=9.8m/s2．

(1)同學(xué)甲選取一條紙帶如圖1所示．在點(diǎn)跡較清晰的部分選取某點(diǎn)O作為起始點(diǎn)，圖中A、B、C、D為紙帶上選取的四個(gè)連續(xù)點(diǎn)．根據(jù)計(jì)算出C點(diǎn)的速度，然后利用mgh=mvc2驗(yàn)證機(jī)械能守恒，這樣處理存在的錯(cuò)誤是____．

(2)同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出：OB=15.55cm，OC=19.20cm，OD=23.23cm．根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算重物和紙帶下落的加速度a=____ m/s2，進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力f=___ N．（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

(3)同學(xué)丙通過實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖2所示的圖線，圖線未過原點(diǎn)O．試分析同學(xué)丙在實(shí)驗(yàn)操作過程中可能出現(xiàn)的問題_____________．

Answer 1

【答案】O點(diǎn)不是打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度不為零，動(dòng)能不為零． 9.5 0.090 該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶，然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開關(guān)

【解析】

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根據(jù)牛頓第二定律求出下落過程中所受的阻力f．根據(jù)機(jī)械能守恒有，因此在以為縱軸，以h為橫軸的圖線中，斜率表示重力加速度，圖線不過原點(diǎn)，說明開始時(shí)，物體已經(jīng)具有了動(dòng)能．

(1) O點(diǎn)不是打出來的第一個(gè)點(diǎn)，速度不為零，動(dòng)能不為零，所以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為：.

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2求出加速度的大小：

；由牛頓第二定律得mg-f=ma，解得阻力f=0.090N．

(3)圖線不過原點(diǎn)，說明開始時(shí)，物體已經(jīng)具有了動(dòng)能，因此該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶，然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開關(guān)．