Question

19．在验证机械能守恒的实验探究过程中，同学们设计了如图1的实验装置，并根据如图2所示的纸带来验证机械能是否守恒

（1）对该实验操作过程，下列说法中必要的是BD
A．打点计时器接在直流电源上          B．不需要天平
C．必须从第一个计时点开始分析       D．要尽可能减少摩擦阻力
（2）已知交流电的频率为f，测出纸带上s₁、s₂、s₃．则打下记数点5时的速度v₅=$\frac{（{s}_{2}+{s}_{2}）f}{2}$；
（3）某同学分析实验数据时，没有计算计数点5的瞬时速度，而是根据v₅²=2gh₀₅计算出计数点5的瞬时速度，计算出的动能恰好等于减少的重力势能，于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”，试问该同学的做法是否合理？答：不合理．

Answer 1

分析 根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤．
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计数点5的瞬时速度．
瞬时速度的大小不能通过自由落体运动的速度位移公式求解，否则默认机械能守恒，失去验证的意义．

解答 解：（1）A、打点计时器应接在交流电源上，故A错误．
B、实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平测量物体的质量，故B正确．
C、实验时不一定需要从第一个计时点开始分析，故C错误．
D、实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，需要尽可能减小摩擦阻力的影响，故D正确．
故选：BD．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，${v}_{5}=\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{2T}$=$\frac{（{s}_{2}+{s}_{2}）f}{2}$．
（3）该同学的做法不合理，运用自由落体运动的速度位移公式求解瞬时速度，默认机械能守恒，失去验证的意义．
故答案为：（1）BD，（2）$\frac{（{s}_{2}+{s}_{2}）f}{2}$，（3）不合理．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，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．