Question

在《驗證機械能守恒定律》的實驗中
（1）下列實驗操作順序正確合理的一項是

 

（填序號）
A．先將固定在重物上的紙帶穿過打點計時器，再將打點計時器固定在鐵架臺上
B．先用手提著紙帶，使重物靜止在打點計時器下方，再接通電源
C．先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源
D．先取下固定在重物上的打好點的紙帶，再切斷打點計器的電源
（2）質(zhì)量 m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s²．（保留3位有效數(shù)字）：

①打點計時器打下記數(shù)點B時，物體的速度V_B=

 

m/s
②從點O到打下記數(shù)點B的過程中，物體重力勢能的減小量△E_P=

 

J，動能的增加量△E_K=

 

 J
③通過實驗可以得到的結(jié)論是

 

．

Answer 1

分析：（1）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．
（2）利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況．動能的增加量：

1

2

mv²，勢能的減小量：mgh；由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量．

解答：解：（1）A、應(yīng)先將打點計時器固定在鐵架臺上，再將紙帶穿過打點計時器，最后將紙帶固定在重物上，故A錯誤；
B、先用手提著紙帶，使重物靜止在打點計時器下方，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(chǎn)生較大的誤差，故C錯誤；
D、實驗結(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的紙帶，故D錯誤．
故選：B．
（2）①中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
v_B=

sAC

0.02×2

=

0.0702-0.0313

0.04

=0.97m/s
②物體重力勢能減小量△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.48J
動能的增加量△E_k=

1

2

mv

2 B

=

1

2

×1×0.972=0.47J
③由上可知，在實驗誤差允許范圍內(nèi)，減少的重力勢能等于增加的動能．
故答案為：（1）B；
（2）①0.97；
②0.48；0.47；
③在誤差允許范圍內(nèi)，機械能守恒．

點評：該題主要考查了驗證機械能守恒定律的實驗的操作步驟和運用運動學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實驗數(shù)據(jù)的能力．
正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．