Question

5．在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中：
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟，不恰當?shù)牟僮魇荁C．
A．按照圖示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C．釋放懸掛紙帶的夾子后，再接通電源開關打出一條紙帶，重復幾次
D．選擇一條理想的紙帶，對其進行測量
E．根據(jù)測量的結果，驗證gh與$\frac{1}{2}$v²是否相等
（2）從打出的幾條紙帶中挑選第1、2兩點間距接近2mm的紙帶作為最理想的紙帶．若某小組打出一條紙帶，測得前兩個點間的距離為4.0mm，說明該小組操作過程存在問題，其問題可能是先釋放紙帶，后接通電源．
（3）如圖所示是實驗中測得的一條紙帶，各點距O點的距離分別為d₁，d₂，d₃，…各相鄰點間的時間間隔為T，當?shù)刂亓�加速度為g，則求B點的速度較準確的表達式為v_B=$\frac{ra2w2g5_{3}-dew0bb2_{1}}{2T}$．

Answer 1

分析 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．
根據(jù)勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以得出B點的瞬時速度大小，根據(jù)功能關系可得出正確表達式．

解答 解（1）A、按照圖示的裝置安裝器件，故A正確
B、應將打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B錯誤．
C、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差．故C錯誤
D、選擇一條理想的紙帶，對其進行測量，故D正確
E、因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去比較，即驗證gh與$\frac{1}{2}$v²是否相等，故E正確
本題選不恰當，故選：BC．
（2）若物體做自由落體運動，則第1、2兩點間的距離x=$\frac{1}{2}$×9.8×（0.02）²=1.96mm≈2mm，
挑選最理想的紙帶的要求是前兩個點的間距為2mm，
若某小組打出一條紙帶，測得前兩個點間的距離為4.0mm，說明該小組操作過程存在錯誤，錯誤原因可能是先釋放紙帶，再打開打點計時器．
（3）根據(jù)勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，得出B點的瞬時速度大小分別為：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{xyf732t_{3}-k4kiov1_{1}}{2T}$，
故答案為：（1）BC； （2）2；先釋放紙帶，后接通電源；（3）$\frac{w33k76y_{3}-ponk8h3_{1}}{2T}$．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，知道重錘的質量可以不測，打點計時器使用交流電源，實驗時應先接通電源，后釋放紙帶．
正確利用所學物理規(guī)律解決實驗問題，熟練應用物理基本規(guī)律，因此這點在平時訓練中要重點加強．