Question

17．（1）某同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列叙述中正确的是BD
A．必须要测量重物的质量
B．将连有重物的纸带穿过限位孔，将纸带和重物提升靠近打点计时器
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
（2）该同学在老师的指导下按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，h_A=8.50 cm，h_B=11.73 cm，h_C=14.50 cm，已知当地的重力加速度g=9.80m/s²，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，设重物质量为1.00kg．则该同学算得OB段重物重力势能的减少量为1.15J（计算结果保留三位有效数字），动能的增加量为1.13J （计算结果保留三位有效数字）．
（3）实验中产生系统误差的主要原因是存在阻力，所以要选择质量大一些、体积小一些的重物．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据下降的高度求出OB段重力势能的减小量，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．
（3）为了减小阻力的影响，重物选择质量大一些、体积小一些的．

解答 解：（1）A、实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量重物的质量，故A错误．
B、实验时将连有重物的纸带穿过限位孔，将纸带和重物提升靠近打点计时器，故B正确．
C、实验时先接通电源，再释放纸带，故C错误．
D、更换纸带，重复实验，根据记录处理数据，故D正确．
故选：BD．
（2）OB段重物重力势能的减小量为：△E_p=mgh_B=1.00×9.8×0.1173J≈1.15J
B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{{h}_{c}-{h}_{A}}{2T}=\frac{0.1450-0.0850}{0.04}m/s$=1.5m/s
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1.00×1．{5}^{2}J≈$1.13J．
（3）实验中产生系统误差的主要原因是存在阻力．
故答案为：（1）BD；（2）1.15，1.13；（3）存在阻力．

点评 解决本题的关键知道实验的原理和主要事项，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．