Question

6．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B（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，再切断打点计时器的电源
（2）质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s²．（保留3位有效数字）；
①打点计时器打下记数点B时，物体的速度V_B=0.973m/s．
②从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△E_p=0.476J．动能的增加量△E_k=0.473J．

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．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

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）①根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，则有：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.0702-0.0313}{2×0.02}$=0.973m/s
②重力势能减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0486m J=0.476  J．
利用匀变速直线运动的推论得：
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.473  J
故答案为：（1）B；
（2）0.973，0.476，0.473．

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；
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，要注意单位的换算和有效数字的保留．