Question

14．如图甲是某同学在“验证机械能守恒定律”时实验装置图，回答下列问题：

（1）关于实验的操作，错误的做法是A
A．打点计时器可接在干电池上
B．先接通电源，后释放纸带
C．打点计时器必须竖直固定
D．选出的纸带必须点迹清晰
（2）某实验小组不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离数值如图所示，已知打点计时器的周期为T=0.02s，重力加速度g=10m/s²，重锤的质量为1kg，已知S₁=0.98cm，S₂=1.42cm，S₃=1.78cm，则
①记录B点时重锤的速度表达式v_B=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}$（写计算式，用字母表示）；
②重锤从B点到C点重力势能变化量是0.142J；（保留3位有效数字）
③记录C点时重锤的动能E_KC=0.320J，重锤从B点到C点动能变化量是0.140J；（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定不正确的操作步骤．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出B点的动能，求出动能的变化量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）A、打点计时器应接在交流电源上，故A错误．
B、实验时应先接通电源，后释放纸带，故B正确．
C、打点计时器必须竖直固定，故C正确．
D．选出的纸带必须点迹清晰，故D正确．
本题选错误的，故选：A．
（2）①B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}=\frac{（0.98+1.42）×1{0}^{-2}}{2×0.02}$m/s=0.6m/s．
②重锤从B点到C点重力势能变化量为：$△{E}_{p}=mgh=1×10×1.42×1{0}^{-2}$J=0.142J．
③重锤在B点的动能为：${E}_{kB}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×0．{6}^{2}J$=0.180J，则重锤从B点到C点动能变化量为：△E_k=0.320-0.180J=0.140J．
故答案为：（1）A，（2）①$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}$；②0.142；③0.140．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．