Question

19．（1）某同學(xué)用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．現(xiàn)有器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘，為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的兩種器材有AD
A．刻度尺           B．秒表           C．低壓直流電源     D．低壓交流電源
（2）關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是AB
A．重錘質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差
B．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線上
C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先釋放紙帶，再接通電源
D．測量重錘下落高度必須從起始點(diǎn)算起
（3）實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，則：
①從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重力勢能的減小量△E_P=mgx₂，物體動(dòng)能的增加量△E_K=$\frac{{m{{（{x_3}-{x_1}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．（用題目及圖中所給的符號(hào)表示）
②實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重力勢能的減少量△E_P總是大于動(dòng)能的增加量△E_K，這是因?yàn)橄侣溥^程需要克服阻力做功．

Answer 1

分析 （1）通過實(shí)驗(yàn)的原理，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）凡是使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的試驗(yàn)，均要求先接通電源，再放開物體，解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
（3）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)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）通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，故不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離．故A、D正確，B、C錯(cuò)誤．
故選：AD．
（2）A、重錘質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差，故A正確；
B、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線上，有利于減小誤差，故B正確；
C、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故C錯(cuò)誤．
D、測量重物下落的高度不一定從從起始點(diǎn)算起．可以通過過程中的兩點(diǎn)研究，故D錯(cuò)誤．
故選：AB．
（3）①從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重力勢能的減小量△E_P=mgh=mgx₂
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{{{x}_{3}-{x}_{1}}^{\;}}{2{T}^{\;}}$
物體動(dòng)能的增加量△E_K=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{{m{{（{x_3}-{x_1}）}^2}}}{{8{T^2}}}$
②實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重力勢能的減少量△E_P總是大于動(dòng)能的增加量△E_K，這是因?yàn)橄侣溥^程需要克服阻力做功．
故答案為：（1）AD  
（2）AB   
（3）①mgx₂；        $\frac{{m{{（{x_3}-{x_1}）}^2}}}{{8{T^2}}}$
②下落過程需要克服阻力做功

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，深刻體會(huì)實(shí)驗(yàn)的具體操作，不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)中注意體會(huì)實(shí)驗(yàn)的誤差來源，并能找到合適的方向去減小誤差．