Question

2．某同學(xué)使用如圖1所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”．
①下面是操作步驟：
a．按圖1安裝器材；
b．松開鐵夾，使重物帶動紙帶下落；
c．接通電火花計時器電源，使計時器開始工作；
d．進行數(shù)據(jù)處理；
e．根據(jù)需要，在紙帶上測量數(shù)據(jù)．
把上述必要的操作步驟按正確的順序排列a、c、b、e、d．
②電火花計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，圖2為實驗中打出的一條紙帶，從起始點O開始，將此后連續(xù)打出的7個點依次標(biāo)為A、B、C、D…，電火花計時器打F點時，重錘下落的速度為1.15（1.14--1.16） m/s．（保留3位有效數(shù)字）
③如果已知重錘的質(zhì)量為0.50kg，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?.80m/s²．從打O點到打F點的過程中，重錘重力勢能的減少量為0.35（0.34---0.35）J，重錘動能的增加量為0.33（0.32---0.34）J．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①實驗步驟要符合事物發(fā)展邏輯，要有利于操作和減小實驗誤差，在明確實驗原理的情況下奔著這個原則即可正確安排實驗步驟．
②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，據(jù)此可以求出點F的速度大小．
③根據(jù)重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出重力勢能的減小量，根據(jù)起末點的速度可以求出動能的增加量．

解答 解：①在明確實驗原理的前提下，先安裝實驗器材，然后再進行實驗，故具體步驟為：A、D、B、C、E、F．
②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，故C點的速度為：
${v}_{F}=\frac{{x}_{EG}}{2T}=\frac{4.60cm}{0.04s}=1.15m/s$，由于刻度尺在讀數(shù)時需要估讀，因此答案在1.14m/s-1.16m/s都正確．
③重力勢能的減小量等于重力做功大小，故有：
△E_p=mgs_OF=0.35J，由于刻度尺在讀數(shù)時需要估讀，因此答案在0.34J---0.35J都正確．
動能增量為：
$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}_{F}^{2}-0=0.33J$，答案在0.32J---0.34J范圍內(nèi)均正確．
故答案為：（1）①a、c、b、e、d；
②1.15（1.14～1.16）；
③0.35（0.34～0.36）； 0.33（0.32～0.34）；

點評 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．