Question

11．如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

①對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是AB．
A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘
B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正
C．精確測(cè)量出重物的質(zhì)量
D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物
②某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示．紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)．重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有BC．
A．OA、AD和EG的長度           B．OC、BC和CD的長度
C．BD、CF和EG的長度             D．AC、BD和EG的長度

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)后分析解答；
依據(jù)這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中時(shí)刻瞬時(shí)速度，從而確定動(dòng)能的變化，再依據(jù)重力勢(shì)能表達(dá)式，進(jìn)而確定其的變化，即可驗(yàn)證．

解答 解：
①A、實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確．
B、為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，故B正確．
C、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去，不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量，對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差沒有影響，故C錯(cuò)誤．
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放手松開紙帶，對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差沒有影響，故D錯(cuò)誤．
②根據(jù)這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中時(shí)刻瞬時(shí)速度，結(jié)合動(dòng)能與重力勢(shì)能表達(dá)式，
A、當(dāng)OA、AD和EG的長度時(shí)，只有求得F點(diǎn)與BC的中點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而確定兩者的動(dòng)能變化，卻無法求解重力勢(shì)能的變化，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)OC、BC和CD的長度時(shí)，同理，依據(jù)BC和CD的長度，可求得C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求得O到C點(diǎn)的動(dòng)能變化，因知道OC間距，則可求得重力勢(shì)能的變化，可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故B正確；
C、當(dāng)BD、CF和EG的長度時(shí)，依據(jù)BD和EG的長度，可分別求得C點(diǎn)與F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求得動(dòng)能的變化，再由CF確定重力勢(shì)能的變化，進(jìn)而得以驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故C正確；
D、當(dāng)AC、BD和EG的長度時(shí)，依據(jù)AC和EG長度，只能求得B點(diǎn)與F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求得動(dòng)能的變化，而BF間距不知道，則無法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤；
故答案為：①AB；  ②BC．

點(diǎn)評(píng) 考查實(shí)驗(yàn)的原理，掌握如何處理實(shí)驗(yàn)誤差的方法，理解驗(yàn)證機(jī)械能守恒的中，瞬時(shí)速度的求解，及重力勢(shì)能的表達(dá)式的應(yīng)用．