Question

15．如圖所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）下面是本實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟，請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)合適的內(nèi)容．
A．按途中示意圖組裝實(shí)驗(yàn)器材
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到交流（選填“直流”或“交流”）電源上；
C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量m=1.00kg；
D．釋放紙帶，然后接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶；
E．重復(fù)步驟D多次，得到多條紙帶．
在以上實(shí)驗(yàn)步驟中，操作錯(cuò)誤的是D（選填步驟前的字母）．
（2）數(shù)據(jù)處理

F．從打出的紙帶中選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示．把第一個(gè)點(diǎn)記作O，在便于測(cè)量的地方另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D，測(cè)量出A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．
G．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.80m/s²，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，從打O點(diǎn)到打C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘減少的重力勢(shì)能E_P減=7.62J，增加的動(dòng)能E_k增=7.57J．（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（3）得出結(jié)論
H．本次實(shí)驗(yàn)中可以得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定操作中的錯(cuò)誤之處．
根據(jù)下降的高度求出重錘重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．通過(guò)比較得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

解答 解：B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到交流電源上．
實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，所以錯(cuò)誤的操作步驟為：D．
G、從打O點(diǎn)到打C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘減少的重力勢(shì)能E_P減=mgh=1×9.8×0.7776J≈7.62J，C點(diǎn)的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}$m/s=3.89m/s，則動(dòng)能的增加量E_k增=$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×1×3.8{9}^{2}J≈$7.57J．
H、可知在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．
故答案為：交流，D，7.62，7.57，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．