Question

如圖1所示，是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗，
（1）某同學列舉了該實驗的幾個步驟，其中不正確或沒有必要的是

BCE

（填序號即可）
A．正確安裝好實驗儀器
B．將打點計時器接到學生電源的直流輸出端上
C．用天平測出下落重物的質(zhì)量，且精確到0.01kg
D．實驗中，需保持提紙帶的手不上下移動，且保證紙帶豎直
E．為了使打出來的第一個點清晰，應(yīng)該先釋放紙帶再接通打點計時器電源開關(guān)
F．在紙帶上離起始點較遠的地方選擇幾個連續(xù)的點，測出它們距起始點的距離
（2）在實驗中，得到一條紙帶如圖2所示，把第一點記作O（此時紙帶速度為零），打點記時器打點的周期為T，有關(guān)長度在圖中已標明．則打點記時器打出N點時，重錘的重力勢能減少量為

mg（d₁+S₁）

和動能的增加量為

m(S1+S2)2

8T2

．（圖中量為已知量，重錘質(zhì)量用m表示）

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．
（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和加速度，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、將打點計時器接到學生電源的低壓交流輸出端，故B不正確．
C、因為我們是比較mgh、

1

2

mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒有必要．
E、開始記錄時，應(yīng)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，故E不正確．
故選：BCE．
（2）重力勢能減小量：△E_p=mgh=mg（d₁+S₁）；
勻變速直線運動中時間中點瞬時速度等于該過程中的平均速度，因此有：
vN=

S1+S2

2T

故動能的增量為：△Ek=

1

2

m

v

2 N

=

m(S1+S2)2

8T2

故答案為：（1）BCE；（2）mg(d1+S1)；

m(S1+S2)2

8T2

．

點評：該題主要考查了驗證機械能守恒定律的實驗的操作步驟和運用運動學規(guī)律、功能關(guān)系去處理實驗數(shù)據(jù)的能力．