Question

2．做“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）已有带夹子的铁架台、电火花计时器、纸带外，还必须选取的器材是图1中的BCD（填字母）．
（2）在挑选纸带时，应选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2mm的纸带．
（3）如图2所示，实验得到了一条完整纸带，将纸带上打出的第一个点标为O点，分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h₁、h₂、h₃…，测得h₁=39.50cm、h₂=45.50cm、h₃=5l.80cm．要验证OB两点间机械能是否守恒，由以上数据可求得打B点时重物速度大小为3.1m/s （保留两位有效数字）．若当地重力加速度g=9.80m/s²，由以上数据比较重物在OB两点间减小的重力势能△E_P=mgh₂和增加动能△E_K=$\frac{m{v}_{B}^{2}}{2}$的大小关系为△E_K＞△E_P，造成该结果的原因可能是先释放纸带后接通电源．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）当重物的运动可以视为自由落体运动，误差较小，根据自由落体运动的位移时间公式得出第1、2两点间的距离．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度．实验中动能的增加量大于重力势能的减小量，可能是打点时纸带有初速度．

解答 解：（1）电火花打点计时器需要交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，还需要验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，需要重锤，故选：BCD．
（2）根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×9.8×0.0{2}^{2}m≈2mm$知，应选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2mm的纸带．
（3）B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}=\frac{0.5180-0.3950}{0.04}$m/s=3.1m/s，实验中动能的增加量大于重力势能的减小量，原因可能是先释放纸带后接通电源．
故答案为：（1）BCD，（2）2mm，（3）3.1，先释放纸带后接通电源．

点评 解决本题的关键纸带实验的原理，知道实验误差的来源，掌握纸带的处理方法，会根据知道求解瞬时速度，难度不大．