Question

【题目】某同学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，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一-系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律

(1)他进行了下面几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C.用天平测出重锤的质量

D.先接通电源，后释放纸带，打出一-条纸带

E.测量纸带上某些点间的距离

F.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

其中没有必要进行的步骤是（______________） ， 操作不当的步骤是（______________）

(2)他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图所示。其中0点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度__m/s计数出该对应的0.5v2=____m2/s2， gh=____ m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式____即可验证机械能守恒定律. (g=9.8m/s2)

(3)他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以0. 5v2为纵轴、以h为横轴画出的图像，应是图中的（___________）

(4)他进一步分析， 发现本实验存在较大误差，为此设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的亳秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，用亳米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d.重力加速度为g。实验前应调整光电门的位置，使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____.如果d、t、h、g存在关系式____也可验证机械能守恒定律

Answer 1

【答案】C B 1.69 1.74 C

【解析】

(1)[1] 因为我们是比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要；

[2] 实验中应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，属于操作不当。

(2)[3]匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为

[4]对应的0.5v2=1.69 m2/s2

[5] 对应的gh=1.74m2/s2

[6]可认为在误差范围内存在关系式，即可验证机械能守恒定律。

(3)[7]他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为0. 5v2纵轴、以h为横轴画出的图象，根据，所以应是图中的C。

(4)[8]光电门测速度的原理是用平均速度代替瞬时速度，因此有

[9]由于

所以如果d、t、h、g存在关系式

也可验证机械能守恒定律。