Question

（1）在“研究共点力的合成”实验中，可减小实验误差的措施有

 

A．两个分力F₁、F₂间夹角要尽量大些
B．两个分力F₁、F₂的大小要尽量大些
C．拉橡皮筋时，橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近图板，并且平行于图板
D．实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同
（2）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，有交流（频率为50Hz）和直流两种输出．重锤从高处由静止开始落下，拖动纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
①一同学按如下步骤进行实验：
A．用天平测量出重锤的质量；
B．按图示的装置安装器件；
C．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
D．先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；
E．换用纸带，重复步骤D；
F．选取合适的纸带；
G．测量所选纸带上某些点之间的距离；
H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
指出其中没有必要进行的步骤是

 

；操作不恰当的步骤是

 

．
②利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值．这位同学打出的纸带如图所示，A点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6为连续的计数点，现测得s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆分别为4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，请你根据这条纸带推算此落体过程的加速度a为

 

m/s²．（保留三位有效数字）
③某同学根据第②问求得的加速度数值计算重力势能的变化量△E_P，验证机械能守恒定律定律．试分析其合理性．

 

．

Answer 1

分析：（1）实验要操作方便、数据准确，尽量减小读数的绝对误差和相对误差，通过减小误差的角度，确定操作的措施．
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，质量可测可不测．打点计时器应接交流电源．
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量△x=aT²，运用逐差法求出加速度的大小．因为阻力作用，求出的加速度与当地的重力加速度不等，不能用该加速度求解重力势能的变化量．

解答：解：（1）A、两个分力F₁、F₂间夹角应适当大些．故A错误．
B、为了减小误差，拉力的大小尽量大些．故B正确．
C、拉橡皮筋时，橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近图板，并且平行于图板．故C正确．
D、实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同．故D正确．
（2）①在验证机械能守恒定律的实验中，需要验证动能的增加量和重力势能减小量是否相等，质量可测可不测，所以没必要用天平测量出重锤的质量．打点计时器应接交流电源，不能接直流电源．故不必要的步骤是A，操作不恰当的步骤是C．
②根据逐差法得，a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，代入数据解得a=9.58m/s²．
③不合理．由于阻力的存在，第（2）问中求得的结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势能的改变量．
故答案为：（1）BCD
（2）（1）A，C　　　　　（2）9.58
（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）问中求得的结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势能的改变量．

点评：解决本题的关键掌握实验的原理，通过原理进行分析误差．