Question

4．（1）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，在下面所列舉的該實驗的幾個操作步驟中，你認為沒有必要進行的或者錯誤的步驟是BCD（填字母代號）
A．按照圖示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到學生電源的直流輸出端上
C．用天平測量出重物的質量
D．先放手讓紙帶和重物下落，再接通電源開關
E．在打出的紙帶上，依據打點的先后順序選取A、B、C、D（如圖所示）四個合適的相鄰點，通過測量計算得出B、C兩點的速度為v_B、v_C，并測出B、C兩點間的距離為h
F．在誤差允許范圍內，看減少的重力勢能mgh是否等于增加的動能$\frac{1}{2}$mv_C²-$\frac{1}{2}$mv_B²，從而驗證機械能守恒定律
（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點周期為0.02s，自由下落的重物質量為1kg，打出一條理想的紙帶，數據如圖所示，單位是cm，g取9.8m/s²，O、A之間有多個點沒畫出，打點計時器打下點B時，物體的速度vB=0.98 m/s，從起點O到打下B點的過程中，重力勢能的減少量△E_p=0.49 J，此過程中物體動能的增量△Ek=0.48 J．（答案保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定錯誤的或沒有必要的操作步驟．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量，根據下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）打點計時器應接在電源的交流輸出上，故B錯誤．
實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，不必要測量重物的質量，故C不必要．
實驗時應先接通電源，再釋放重物，故D錯誤．
故選：BCD．
（2）打B點時，物體的速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{2×0.02}$m/s=0.98m/s，動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$J=0.48J，從起點O到打下B點的過程中，重力勢能的減少量△E_p=mgh=1×9.8×5.01×10^-2J=0.49J．
故答案為：（1）BCD；（2）0.98，0.49，0.48．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理以及操作中的注意事項，掌握紙帶的處理方法，會根據紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據下降的高度求解重力勢能的減小量．