Question

12．如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開(kāi)始落下，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；
D．接通電源開(kāi)關(guān)，同時(shí)放開(kāi)懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
指出其中操作不恰當(dāng)?shù)暮蜎](méi)有必要進(jìn)行的步驟，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的橫線上．BC
（2）如圖2所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s₀，點(diǎn)A、C間的距離為s₁，點(diǎn)C、E間的距離為s₂，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計(jì)算下落到C點(diǎn)的速度表達(dá)式為：v=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）f}{4}$．
（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其主要原因是：重錘下落過(guò)程中存在著阻力作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作中的注意事項(xiàng)確定不恰當(dāng)?shù)牟襟E以及沒(méi)有必要的步驟．
（2）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)的瞬時(shí)速度．
（3）根據(jù)能量守恒分析重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能的原因．

解答 解：（1）B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，故B錯(cuò)誤．
C、該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，所以不需要用天平測(cè)量重錘的質(zhì)量，故C不必要．
故選：BC．
（2）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)速度知，${v}_{C}=\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}$=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）f}{4}$．
（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其主要原因是重錘下落過(guò)程中存在著阻力作用，使得部分重力勢(shì)能的減小量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）BC，（2）$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）f}{4}$，（3）重錘下落過(guò)程存在著阻力作用．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，抓住重力勢(shì)能的減小量是否等于動(dòng)能的增加量進(jìn)行驗(yàn)證，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(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)速度求解瞬時(shí)速度，從而求解動(dòng)能的增加量．