Question

18．（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；
D．先釋放懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
指出其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)．
答：BCD．
（2）某次“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶，如圖所示，O點(diǎn)為重錘下落的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s²．若重錘質(zhì)量為1kg．
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度v_B=1.175m/s，重錘的動(dòng)能E_kB=0.69J．②從開始下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減少量為0.69J．
③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過(guò)程中，得到的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶．
（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，從而得出重錘的動(dòng)能．根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接到電源的交流輸出端上，故B錯(cuò)誤．
C、驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以C步驟不必要．
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故D錯(cuò)誤．
所以沒(méi)有必要或操作不當(dāng)?shù)牟襟E為：BCD．
（2）①B點(diǎn)的速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（125.4-31.4）×1{0}^{-3}}{0.04×2}$m/s=1.175m/s，則重錘的動(dòng)能${E}_{kB}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.17{5}^{2}$≈0.69J．
②重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0705J≈0.69J．得出結(jié)論是：在誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：
（1）BCD
（2）①1.175  0.69  ②0.69  ③在誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)通過(guò)紙帶求出下降的高度，從而得出重力勢(shì)能的減小量．