Question

某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)步驟以及所測(cè)量的數(shù)據(jù)如下：
A．將打點(diǎn)（或電火花）計(jì)時(shí)器豎直安裝在鐵架臺(tái)上
B．接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落
C．取下紙帶，再換一條新紙帶，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟
D．將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提著紙帶使重物靜止
E．選取一條理想紙帶（所選紙帶如圖所示），用刻度尺測(cè)出物體下落的高度OA、OB、OC、OD、OE（圖中O點(diǎn)是計(jì)時(shí)器打出的第一點(diǎn)），并計(jì)算出相應(yīng)的瞬時(shí)速度v_A、v_B、v_C…
F．分別計(jì)算出mv_n²/2與mgh_n，在誤差允許范圍內(nèi)，看是否相等

請(qǐng)完成下列問(wèn)題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)步驟合理的順序是

A、D、B、C、E、F

．
（2）質(zhì)量為1kg的重錘從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能E_P為

1.91J

；重錘下落到打B點(diǎn)時(shí)，增加的動(dòng)能E_K為

1.84J

．
（3）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上△E_p

略大于

△E_k（填“略大于”“略小于”“等于”），這是因?yàn)?!--BA-->

重錘下落過(guò)程中有阻力做負(fù)功，重錘的重力勢(shì)能有少量損失

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)步驟要符合事物發(fā)展邏輯，要有利于操作和減小實(shí)驗(yàn)誤差，在明確實(shí)驗(yàn)原理的情況下奔著這個(gè)原則即可正確安排實(shí)驗(yàn)步驟．
（2）利用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大小，然后根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能定義進(jìn)一步求得動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況．
（3）由于物體下落過(guò)程中存在摩擦阻力，因此動(dòng)能的增加量小于勢(shì)能的減小量．

解答：解：（1）在明確實(shí)驗(yàn)原理的前提下，先安裝實(shí)驗(yàn)器材，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故具體步驟為：A、D、B、C、E、F．
答案為：A、D、B、C、E、F．
（2）重錘從開(kāi)始下落到B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能E_P：mgh=1.91J．
重物在B點(diǎn)的速度為：v_B=

SAC

2×0.02

=

15.5×10-2

0.04

m/s=3.875m/s
增加的動(dòng)能為：EK=

1

2

mv2B=1.84J
故答案為：1.91J，1.84J．
（3）由于重物下落過(guò)程中存在空氣阻力，重物克服阻力做功消耗能量，故由動(dòng)能定理可知，增加的動(dòng)能小于減小的勢(shì)能！因此△E_p 略大于△E_k．
故答案為：略大于，重錘下落過(guò)程中有阻力做負(fù)功，重錘的重力勢(shì)能有少量損失．

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．