Question

5．在進行“驗證機械能守恒定律”實驗時，
（1）某同學進行了如下操作：
a．用天平測出重錘的質量，按照圖1所示裝置安裝好器材；
b．將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，讓重物靠近打點計時器；
c．求出C點的瞬時速度；
d．在紙帶上選取起始點O和相隔較遠的點C作為驗證的兩個狀態(tài)，測量這兩個點間的距離，這就是這兩個狀態(tài)之間重物下落的高度；
e．接通電源開關然后釋放紙帶，打出一條紙帶；斷開電源，從重物上取下紙帶；
f．計算上述重物重力勢能的減少量、兩個狀態(tài)之間重物動能的增加量，比較它們的大小是否相等．
以上操作的合理順序是abedcf．（填步驟前序號）
（2）實驗中，已知所用電源的頻率是50Hz，查得當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s²，測得所用的重物的質量為1.00kg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖2所示，該同學每兩個點取一個計數(shù)點，用測得各計數(shù)點與O點之間的距離標在了圖中（其中O點是紙帶運動的起始點位置）．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量為2.75J，動能的增加量等于2.72J（取三位有效數(shù)字）．某同學由以上數(shù)據(jù)認為重物下落過程中機械能守恒，你認為他的觀點正確嗎？不確定，你判斷的依據(jù)是因為實驗只進行了一組數(shù)據(jù)的分析，雖基本相等，但有偶然性．

Answer 1

分析 （1）明確實驗中的基本方法和步驟，從而得出正確答案；
（2）根據(jù)下落的高度求解減小的重力勢能，對紙帶進行分析，求出C點的速度，即可求出增加的動能，分析實驗方法，從而明確對實驗結果的理解．

解答 解：（1）在實驗中應首先安裝實驗裝置，同時將紙帶安裝在重物上，再將紙帶穿過限位孔，用手提住，讓重物靠近打點計時器；
，先接通電源，然后釋放紙帶，完成后關閉電源，取下紙帶進行分析；先根據(jù)紙帶求出離開始點較遠的某一點的瞬時速度，測量下落高度，比較重力勢能和動能是否變化量相同，故步驟為：abedcf
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.2805J=2.75J．
在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，因此有：
v_c=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.3815-0.1950}{2×0.04}$=2.33m/s，
△E_k=E_kC=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}$×1×（2.33）²=2.71J
由于實驗中只進行一組數(shù)據(jù)，雖然基本相同，但存在偶然性；
故答案為：（1）abedcf；（2）不確定，因為實驗只進行了一組數(shù)據(jù)的分析，雖基本相等，但有偶然性

點評 本題應注意明確第二問中最后一個問題答案并不唯一：可以有以下答案：基本認同，因為在誤差范圍內已經證明了機械能守恒；不認同，因為實驗所得出的一組數(shù)據(jù)并不相等，相差太大；只要能言之有理，基本可以得分．