Question

7．用打點計時器“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示．

（1）實驗中不需要（填“需要”或“不需要”）用天平測量重錘的質(zhì)量m．
（2）按照圖示的裝置安裝器件時，應(yīng)將打點計時器接到電源的交流（填“直流”或“交流”）輸出端上
（3）開始打點計時的時候，兩個操作步驟“接通電源”和“松開紙帶”的順序應(yīng)該是：先接通電源．
（4）某同學(xué)在使用質(zhì)量為m的重物來驗證“機(jī)械能守恒定律”的實驗中，在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖2所示．紙帶上所打的點記錄了重物在不同時刻的位置，那么紙帶的左端（填“左”或“右”）與重物相連
（5）某同學(xué)上交的實驗報告顯示重錘的動能略大于重錘的勢能，則出現(xiàn)這一問題的原因可能是
BC
A．重錘的質(zhì)量測量錯誤            B．該同學(xué)自編了實驗數(shù)據(jù)
C．交流電源的頻率不等于50Hz      D．重錘下落時受到的阻力過大．

Answer 1

分析 了解實驗的工作原理，清楚實驗的所需儀器和步驟．
先接通電源，后釋放紙帶；
根據(jù)紙帶點間距，即可判定．
該實驗的系統(tǒng)誤差主要來源于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，偶然誤差來著數(shù)據(jù)的測量．

解答 解：（1）因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．
（2）應(yīng)將電火花打點計時器接到220V交流電源；
（3）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，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(yùn)動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差．
（4）從圖上看出，打點計時器先打出O點，與重物相連的紙帶一端在實驗時是處于下端，也就是計時器先打點的位置，所以紙帶的左端與重物相連．
（5）實驗報告顯示重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，說明測量的物體的速度偏大或者是物體的重力勢能偏小，
A、由重錘下落過程中mgh=$\frac{1}{2}$mv²可知，重錘的質(zhì)量與實驗的數(shù)據(jù)無關(guān)，所以重錘的質(zhì)量測量錯誤不會影響實驗的數(shù)據(jù)，故A錯誤；
B、該同學(xué)若自編了實驗數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，故B正確；
C、交流電源的頻率不等于50H_Z．此時點之間的時間間隔不是0.02s，所以此時的測量的速度可能會大于真實的數(shù)值，導(dǎo)致重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，故C正確；
D、重錘下落時受到的阻力過大，會使物體的速度減小，不會使物體的動能變大，故D錯誤；
故選：BC．
故答案為：（1）不需要；
（2）交流；
（3）接通電源；
（4）左；
（5）BC．

點評 實驗問題都是考查物理規(guī)律的應(yīng)用．
紙帶問題的處理是力學(xué)實驗中常見的問題．我們可以紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點時紙帶運(yùn)動的瞬時速度．