Question

在《验证机械能守恒定律》的实验中
（1）下列实验操作顺序正确合理的一项是

 

（填序号）
A．先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器，再将打点计时器固定在铁架台上
B．先用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，再接通电源
C．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源
D．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计器的电源
（2）打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.80m/s²、实验选用重锤质量为1.00kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带如图所示，此纸带头两点间的距离应接近

 

、把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为3.13cm、4.86cm、7.02cm、可知打点计时器打下B点时，物理的速度v_B=

 

，重物由0点运动到B点的过程中，重力势能的减少量等于

 

J，动能的增加量等于

 

 J（计算结果保留三位有效数字）、实验结论是

 

．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
本题的关键是弄清为什么选择第1、2两点间距离接近2mm，然后再求出减少的重力势能和增加的动能即可．

解答：解：（1）A、应先将打点计时器固定在铁架台上，再将纸带穿过打点计时器，最后将纸带固定在重物上，故A错误；
B、先用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，再接通电源，然后释放重物，故B正确；
C、如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；
D、实验结束应立即切断电源以防仪器的损坏，然后再取下固定在重物上的打好点的纸带，故D错误．
故选：B．
（2）由自由落体运动规律可知第1、2两点间距离为x=

1

2

gT²=

1

2

×9.8×0.02²m≈0.002m=2mm，所以选择纸带时应选第1、2两点间距离接近2mm；
重锤从O运动到B减少的重力势能为：△E_P减=mgOC=0.1×9.8×0.561J=0.55J；
打C点时的速度为 V_B=

XAC

tAC

=

0.0702-0.0313

2×0.02

m/s=0.97m/s，
重锤增加的动能为：

1

2

mv

2 B

=

1

2

×1×0.972J=0.471J；
重锺减小的重力势能为：mgh=1×9.8×0.0486J=0.481J；
由上数据可知，在实验误差允许范围内，机械能守恒．
故答案为：（1）B，（2）2mm；0.97，0.481，0.471，在实验误差允许范围内，机械能守恒．

点评：该题主要考查了验证机械能守恒定律的实验的操作步骤和运用运动学规律、功能关系去处理实验数据的能力．
应明确利用自由落体运动验证机械能守恒定律实验的要求以及方法．