Question

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

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定錯(cuò)誤的或沒有必要的操作步驟．
（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B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電源的交流輸出上，故B錯(cuò)誤．
實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不必要測量重物的質(zhì)量，故C不必要．
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放重物，故D錯(cuò)誤．
故選：BCD．
（2）打B點(diǎn)時(shí)，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(dòng)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(diǎn)O到打下B點(diǎn)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(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．