Question

在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中
（1）下列實(shí)驗(yàn)操作順序正確合理的一項(xiàng)是

 

（填序號）
A．先將固定在重物上的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，再將打點(diǎn)計(jì)時器固定在鐵架臺上
B．先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時器下方，再接通電源
C．先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時時器的電源
D．先取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶，再切斷打點(diǎn)計(jì)器的電源
（2）打點(diǎn)計(jì)時器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²、實(shí)驗(yàn)選用重錘質(zhì)量為1.00kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶如圖所示，此紙帶頭兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近

 

、把第一個點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)經(jīng)測量知道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為3.13cm、4.86cm、7.02cm、可知打點(diǎn)計(jì)時器打下B點(diǎn)時，物理的速度v_B=

 

，重物由0點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，重力勢能的減少量等于

 

J，動能的增加量等于

 

 J（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

 

．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
本題的關(guān)鍵是弄清為什么選擇第1、2兩點(diǎn)間距離接近2mm，然后再求出減少的重力勢能和增加的動能即可．

解答：解：（1）A、應(yīng)先將打點(diǎn)計(jì)時器固定在鐵架臺上，再將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，最后將紙帶固定在重物上，故A錯誤；
B、先用手提著紙帶，使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時器下方，再接通電源，然后釋放重物，故B正確；
C、如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時時器的電源，由于重物運(yùn)動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故C錯誤；
D、實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)立即切斷電源以防儀器的損壞，然后再取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶，故D錯誤．
故選：B．
（2）由自由落體運(yùn)動規(guī)律可知第1、2兩點(diǎn)間距離為x=

1

2

gT²=

1

2

×9.8×0.02²m≈0.002m=2mm，所以選擇紙帶時應(yīng)選第1、2兩點(diǎn)間距離接近2mm；
重錘從O運(yùn)動到B減少的重力勢能為：△E_P減=mgOC=0.1×9.8×0.561J=0.55J；
打C點(diǎn)時的速度為 V_B=

XAC

tAC

=

0.0702-0.0313

2×0.02

m/s=0.97m/s，
重錘增加的動能為：

1

2

mv

2 B

=

1

2

×1×0.972J=0.471J；
重鍾減小的重力勢能為：mgh=1×9.8×0.0486J=0.481J；
由上數(shù)據(jù)可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）B，（2）2mm；0.97，0.481，0.471，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評：該題主要考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)的操作步驟和運(yùn)用運(yùn)動學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．
應(yīng)明確利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的要求以及方法．