Question

2．某同学利用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律的实验”，在本实验中：

（1）实验需要的测量器材是B．
        A．秒表                B．刻度尺
（2）实验过程下列做法中正确的是B．
        A．重物选用密度小的物体          B．两个限位孔在同一竖直线上          C．先释放纸带，后接通电源
（3）若实验中所用重物的质量m=0.2kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，正确操作得到的纸带如图2所示，0点对应重物开始下落的时刻，另选连续的三个计数点A、B、C作为测量的点，图2中的数据分别为计数点A、B、C到起始点O的距离，取重力加速度g=9.8m/s²，则打点计时器在打B点时，重物的速度大小是2.16m/s，重物的动能为0.467J，从起始点O到计数点B的过程中，重物的重力势能减少量为0.470J．（结果保留三维有效数字）

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）根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤．
（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，从而得出重物的动能，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 接：（1）打点计时器可以直接记录时间，不需要用秒表测量时间，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度以及求出瞬时速度，故选：B．
（2）A、为了减小阻力的影响，重物应选取质量大一些，体积小一些的，故A错误．
B、为了减小阻力的影响，两个限位孔应在同一竖直线上，故B正确．
C、实验时应先接通电源，再释放纸带，故C错误．
故选：B．
（3）B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（29.07-20.43）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=2.16m/s，则重物的动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×2.1{6}^{2}$J=0.467J，从起始点O到计数点B的过程中，重物的重力势能减少量△E_p=mgh=0.2×9.8×0.24J=0.470J．
故答案为：（1）B，（2）B，（3）2.16，0.467，0.470．

点评 解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．