Question

6．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中：
（1）下列實驗操作順序正確合理的一項是B（填序號）．
 A．先將固定在重物上的紙帶穿過打點計時器，再將打點計時器固定在鐵架臺上
B．先用手提著紙帶，使重物靜止在打點計時器下方，再接通電源
C．先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時器的電源
D．先取下固定在重物上的打好點的紙帶，再切斷打點計時器的電源
（2）質量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，相鄰記數點時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s²．（保留3位有效數字）；
①打點計時器打下記數點B時，物體的速度V_B=0.973m/s．
②從點O到打下記數點B的過程中，物體重力勢能的減小量△E_p=0.476J．動能的增加量△E_k=0.473J．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
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．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．

解答 解：（1）A、應先將打點計時器固定在鐵架臺上，再將紙帶穿過打點計時器，最后將紙帶固定在重物上．故A錯誤．
B、先用手提著紙帶，使重物靜止在打點計時器下方，再接通電源，然后釋放重物．故B正確．
C、如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差．故C錯誤．
D、實驗結束應立即切斷電源以防儀器的損壞，然后再取下固定在重物上的打好點的紙帶．故D錯誤．
故選B．
（2）①根據平均速度等于中時刻的瞬時速度，則有：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.0702-0.0313}{2×0.02}$=0.973m/s
②重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0486m J=0.476  J．
利用勻變速直線運動的推論得：
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.473  J
故答案為：（1）B；
（2）0.973，0.476，0.473．

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、功能關系去處理實驗數據的能力；
運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題，要注意單位的換算和有效數字的保留．