Question

5．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）如果想利用$\frac{1}{2}m{v^2}$=mgh验证机械能是否守恒，关于本实验的误差，说法不正确的是A
A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（2）在实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图2所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量E_p=2.28J，此过程中物体动能的增加量E_k=2.26J．（取g=9.8m/s²，保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）为了减小实验的误差，重物选择质量大一些，体积小一些的，纸带第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差．实验应先接通电源，后释放纸带．
（2）根据重物下降的高度求出重力势能的减小量，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，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）A、质量较小时，阻力相对就较大，导致增加的动能更小于减小重力势能，故A不正确；
B、选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，这样才能确保初速度为零，故B正确；
C、先松开纸带后接通电源，这样初速度不为零，但处理时，却当作初速度为零的，所以会造成较大的误差，故C正确；
D、实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，故D正确；
本题选不正确的，所以选：A
（2）物体重力势能的减小量等于其重力所做功，故有：△E_P=mgh_OB=1×9.8×0.2325=2.28J
在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故有：
v_B=$\frac{{h}_{AC}}{2T}=\frac{0.3250-0.1550}{0.08}$=2.125m/s
所以物体动能的增量为：△E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=2.26J
故答案为：（1）A；（2）2.28；2.26．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，难度不大，属于基础题．