题目内容

1．某同学利用如图1所示的打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律．该同学在实验中得到一条纸带，如图2所示，在纸带的中间部分上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s．其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s1是l、3两点的距离，s3是4、6两点的距离，s2是2、5两点的距离．

（1）实验中，下列做法不正确的有B．
A．打点计时器应接在交流电源上
B．实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器
C．纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直
D．实验时所选重物不能太轻
（2）测sl、s2、s3后，点2速度的表达式为v2=$\frac{{s}_{1}}{2T}$．
（3）该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=16.00cm，s3=8.00cm，重物（已知质量为1kg）从点2运动到点5过程中，动能增加量为1.50J，重力势能减少量为1.57J．（结果保留三位有效数字，重力加速度g=9.8m/s2）
（4）形成第（3）问计算结果中误差的主要来源是存在阻力，克服阻力做功．

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计数点2的瞬时速度．
（3）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点2、点5的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
（4）根据动能增加量和重力势能减小量之间的关系分析误差的来源．

解答 解：（1）A、打点计时器使用交流电源，故A正确．
B、实验时应先接通电源，再释放纸带，故B错误．
C、为了减小纸带与限位孔的摩擦，纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直，故C正确．
D、为了减小阻力的影响，重物应选择质量大一些的，体积小一些的，故D正确．
本题选不正确的，故选：B．
（2）点2速度的表达式为v2=$\frac{{s}_{1}}{2T}$．
（3）点2的瞬时速度${v}_{2}=\frac{{s}_{1}}{2T}=\frac{0.04}{0.04}m/s=1.00m/s$，点5的瞬时速度${v}_{5}=\frac{{s}_{3}}{2T}=\frac{0.08}{0.04}m/s=2.00m/s$，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{5}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{2}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×（4-1）=1.50J$，重力势能的减小量△Ep=mgs2=1×9.8×0.16J≈1.57J．
（4）重力势能的减小量略大于动能的增加量，误差的原因是阻力的存在，克服阻力做功．
故答案为：（1）B，（2）$\frac{{s}_{1}}{2T}$，（3）1.50，1.57，（4）存在阻力，克服阻力做功．

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

练习册系列答案
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速度/（m•s-1）思考距离/m制动距离/m
正常酒后正常酒后
157.515.022.530.0
2010.020.036.7X
2512.525.054.266.7
分析上表可知，下列说法正确的是（　　）
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