Question

14．（1）某同學處用圖甲的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗．在盡量減小摩擦阻力的情況下，先接通打點計時器的電源，再釋放紙帶，讓質(zhì)量m=1.00Kg的生物由靜止下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖乙所示，A、B、C分別為所選取的計數(shù)點，且O為開始打出的第一點，OA之間有若干點未標出，相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02s，重力加速度g取9.80m/s²．

①重物從O運動到B的過程中，動能的變化量△E_K=0.67J，重力勢能的減少量△E_P=0.68J（取兩位有效數(shù)字）；
②列舉一種能有效減小實驗誤差的做法可以多次測量求平均值．
（2）下面是一些有關(guān)高中物理實驗的描述，其正確的是AD．
A．在“研究勻變速直線運動”實驗中，不需要平衡摩擦力
B．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，必須用天平測物體的質(zhì)量
C．在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，只用一根彈簧秤無法完成
D．在用橡皮筋“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中不需要直接求出合外力做的功
E．在用歐姆表“×10”檔測量電阻時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，應該換“×1”檔，重新調(diào)零后再進行測量．

Answer 1

分析 紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系由下落的高度可得重力勢能的減小量，得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值；
通過實驗的原理確定各個實驗中的操作步驟是否正確，知道歐姆表的刻度盤與電流表、電壓表刻度盤不同，指針偏角較小時，可知電阻較大，指針偏轉(zhuǎn)較大時，電阻較�。�

解答 解：（1）由題意可得物體由O到B的過程中，重物高度下降了：△h=6.93cm，
故重力勢能的減小量：△E_P=mg△h=1×9.8×0.0693J≈0.68J；
B點的速度等于AC段的平均速度，故：V_B=$\frac{0.0944-0.0481}{2×0.02}$=1.1575m/s；
則動能的增加量：△E_K=$\frac{1}{2}$mV_B²=$\frac{1}{2}$×1×（1.1575）²≈0.67J．
可以多次測量求平均值以減小實驗誤差，也可以選取質(zhì)量稍大且密度較大，體積較小的重物；
（2）A、在“研究勻變速直線運動”的實驗中，研究速度隨時間變化的規(guī)律，不需要平衡摩擦力，故A正確．
B、在驗證機械能守恒定律的實驗中，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要用天平測量物體的質(zhì)量，故B錯誤．
C、在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，沿研究合力和分力的關(guān)系，運用一根彈簧秤可以完成，故C錯誤．
D、在用橡皮筋“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中不需要直接求出合外力做的功，運用相同的橡皮筋，通過功的倍數(shù)研究．故D正確．
E、在用歐姆表“×10”擋測量電阻時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，可知電阻太大，應換用倍率較大的檔進行測量，故E錯誤．
故答案為：（1）①0.67，0.68，②可以多次測量求平均值；（2）AD．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道各個實驗的原理，通過原理確定所需測量的物理量，以及實驗中的注意事項；
在本實驗中應明確紙帶的處理方法，同時還應注意實驗中阻力的大小，直接影響實驗的目的．