Question

14．甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”．

（1）下面是操作步骤：
a．按图1安装器材；
b．松开铁夹，使重锤带动纸带下落；
c．接通电火花计时器电源，使计时器开始工作
d．进行数据处理：
e．根据需要，在纸带上测量数据．
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列acbed．
（2）电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图2为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D…，电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为1.15m/s．（保留到小数点后两位）
（3）如果已知重锤的质量为0.50kg，当地的重力加速度为9.80m/s²．从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为0.35 J，重锤动能的增加量为0.33 J．（保留到小数点后两位）

Answer 1

分析 ①实验步骤要符合事物发展逻辑，要有利于操作和减小实验误差，在明确实验原理的情况下奔着这个原则即可正确安排实验步骤．
②在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求出点F的速度大小．
③根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量．

解答 解：①在明确实验原理的前提下，先安装实验器材，然后再进行实验，故具体步骤为：acbed．
 ②在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故C点的速度为：
v_F=$\frac{0.046}{2×0.02}$=1.15m/s，
③重力势能的减小量等于重力做功大小，故有：
△E_p=mgs_OF=0.35J，由于刻度尺在读数时需要估读，因此答案在0.34J---0.35J都正确．
动能增量为：△E_k=$\frac{1}{2}×0.5×$（1.15）²=0.33J．
故答案为：（1）acbed   （2）1.15  （3）0.35； 0.33

点评 正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．