Question

某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律．已知當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器材；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E是（填編號字母）

BCD

．
（2）實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h₁=12.01cm，h₂=20.20cm，h₃=27.86cm．打點計時器通以50Hz的交流電．根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了

1.98m

J；此時重錘的動能比開始下落時增加了

1.96m

J，（重錘質(zhì)量為m kg，答案中的數(shù)據(jù)均要求保留3位有效數(shù)字）

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，只有理解了這些才能真正了解具體實驗操作的含義．
（2）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，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答：解：（1）B：將打點計時器應接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤．
C：因為我們是比較mgh、

1

2

gt2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C錯誤．
D：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(chǎn)生較大的誤差，故D錯誤．
故選BCD．
（2）根據(jù)重力做功和重力勢能之間的關(guān)系有可知當打點計時器打在B點時，重錘的重力勢能的減少量為：
△E_P=mgh₂=1.98mJ 
利用勻變速直線運動的推論，可知：
vB=

hAC

4T

=

h3-h1

4T

=1.98m/s
△Ek=

1

2

m

v

2 B

=1.96mJ
故答案為：1.98m，1.96m．

點評：只有明確了實驗原理以及實驗的數(shù)據(jù)測量，才能明確各項實驗操作的具體含義以及正確進行數(shù)據(jù)處理，這點要在平時訓練中加強練習．