Question

20．在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，電源的頻率為50Hz，依次打出的點(diǎn)為0，l，2，3，4，…n．則：

（1）如用第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的紙帶來驗(yàn)證，必須直接測量的物理量為①第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的距離h₂₆、②第1點(diǎn)到第3點(diǎn)之間的距離h₁₃、③第5點(diǎn)到第7點(diǎn)之間的距離h₅₇，必須計(jì)算出的物理量為④第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₂、⑤第6點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₆，驗(yàn)證的表達(dá)式為⑥gh₂₆=$\frac{1}{2}$v₆²-$\frac{1}{2}$v₂²．
（2）下列實(shí)驗(yàn)步驟操作合理的順序排列是ADBCEF （填寫步驟前面的字母）．
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直安裝在鐵架臺上
B．接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落
C．取下紙帶，更換新紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊�(gè)面）重新做實(shí)驗(yàn)
D．將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提著紙帶
E．選擇一條紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度h₁，h₂，h₃…，h_n，計(jì)算出對應(yīng)的瞬時(shí)速度v_l，v₂，v₃，…v_n
F．分別算出$\frac{1}{2}$mv${\;}_{n}^{2}$和mgh．，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)看是否相等．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測量的物理量，從而確定直接測量的物理量，以及計(jì)算的物理量．
實(shí)驗(yàn)步驟操作的順序：安裝在鐵架臺，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)，重復(fù)，選紙帶，數(shù)據(jù)處理．

解答 解：（1）驗(yàn)證從2到6點(diǎn)的機(jī)械能守恒，首先要測量這兩點(diǎn)之間的距離，用來計(jì)算mgh；還要用平均速度法求出兩點(diǎn)的速度，故還要測量該點(diǎn)兩側(cè)的一段距離，如點(diǎn)1至點(diǎn)3的距離h₁₃，以及5至7點(diǎn)之間的距離h₅₇．所以必須直接測量的物理量為第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的距離h₂₆，第1點(diǎn)到第3點(diǎn)之間的距離h₁₃，第5點(diǎn)到第7點(diǎn)之間的距離h₅₇，
必須計(jì)算出的物理量為第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₂，第6點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₆．
驗(yàn)證的表達(dá)式為：gh₂₆=$\frac{1}{2}$v₆²-$\frac{1}{2}$v₂²．
（2）按照實(shí)驗(yàn)操作的步驟順序：安裝在鐵架臺，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（A），將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（D），打點(diǎn)（B） 重復(fù)（C）選紙帶（E），數(shù)據(jù)處理（F）．
故答案為：（1）第2點(diǎn)到第6點(diǎn)之間的距離h₂₆，第1點(diǎn)到第3點(diǎn)之間的距離h₁₃，第5點(diǎn)到第7點(diǎn)之間的距離h₅₇，第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₂，第6點(diǎn)的瞬時(shí)速度v₆ ，gh₂₆=$\frac{1}{2}$v₆²-$\frac{1}{2}$v₂²．
（2）ADBCEF．

點(diǎn)評 該題考查到驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟，掌握其原理是解決本題的關(guān)鍵，即驗(yàn)證重力勢能的減小量與動(dòng)能的增加量是否相等．