Question

1．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作，選得紙帶如圖1所示．其中O是起始點，A、B、C是連續(xù)的3個計數(shù)點．該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖1中．

（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖2所示的裝置安裝器材
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C．放開紙帶后，接通電源，使計時器在紙帶上打出點跡
D．測量紙帶上所選的計數(shù)點間與O的距離
E．根據(jù)測量的結果驗證重錘下降過程中機械能是否守恒
以上操作有誤的是BC（填正確選項前的字母）
（2）若用公式$\frac{1}{2}m{v_n}^2$=mgh_n驗證，則對打下O點的要求是：初速度為0
（3）該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知重錘質量為1.0kg，當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，則該段重錘重力勢能的減少量為0.711J，而動能的增加量為0.690J（均保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)使用的原理確定實驗的器材，以及錯誤的步驟，誤差形成的原因；
書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
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和加速度，從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）B、將打點計時器接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤；
C、應先接通電源，后放開紙帶，使計時器在紙帶上打出點跡，故C錯誤；
所以選：BC．
（2）用公式$\frac{1}{2}$mv²=mgh時，對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始．
（3）從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量為：
△E_p=mgh=1×9.8×0.725J=0.711J．
利用勻變速直線運動的推論有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.1254-0.0314}{2×0.04}$=1.175m/s，
重錘的動能為：
E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×1.175²=0.690J
故答案為：（1）BC；（2）初速度為0；（3）0.711，0.690．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，并運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．