Question

10．在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示．

（1）该实验中使用电火花计时器，它的工作电压是交流220V（填“交流220V”、“交流6V以下”或“直流6V以下”），纸带下端所挂重物应选图乙中的C重物比较合适（填所选重物的字母）．
（2）按照正确的操作得到如图丙所示的纸带．其中打O点时释放重物，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图丙中（单位cm）．已知打点计时器打点时间间隔为0.02s，重物质量为0.5kg，当地重力加速度g取9.80m/s²．
①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是12.8．
②现选取重物在OB段的运动进行数据处理，则打B点时重物的速度为1.57m/s，OB段动能增加量为0.616J，重力势能减少量为0.627J（计算结果均保留三位有效数字）．
③即使在操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△E_P也一定略大于△E_K，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因：重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．

Answer 1

分析 对于基本实验仪器，首先理解仪器的工作原理，会正确使用实验仪器，根据所测量数据正确进行数据处理以及具体使用仪器的注意事项等．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度，然后根据动能、势能的定义进一步求得动能、势能的变化量；

解答 解：（1）根据打点计时器的构造和具体使用我们知道，打点计时器的工作电源为交流电源，电火花打点计时器的工作电压为220V，
纸带下端所挂重物应该体积小，质量大，从而受到的阻力较小，而C是重锺，故选C；
（2）①刻度尺的读数需读到最小刻度的后一位，三个数据中不符合有效数字读数要求的是：12.8．
②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度，
则有：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{t}$=$\frac{0.1612-0.0984}{2×0.02}$m/s=1.57 m/s
动能的增量：△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×0.5×1.57²≈0.616 J
重力势能的减少量：△E_p=mgh_B=0.5×9.8×0.128 J≈0.627 J．
③该实验测得的△E_P也一定略大于△E_K，该系统误差产生的主要原因：重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．
故答案：（1）交流220V； C；（2）①12.8；   ②1.57，0.616，0.627；
③重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．

点评 对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，还要从实践上去了解它，自己动手去操作，达到熟练使用的程度．
本题比较简单，考查了验证机械能守恒定律中基本方法的应用，对于基本方法不能忽视，要在训练中加强练习，提高认识．