Question

19．（1）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，在下面所列舉的該實驗的幾個操作步驟中，有兩項是錯誤的或者是沒有必要進行的，它們是BC （填字母代號）
A．按照圖1示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到學生電源的直流輸出端上
C．用天平測量出重物的質量
D．先接通電源開關，再放手讓紙帶和重物下落
E．在打出的紙帶上，選取合適的兩點，測量兩點的速度和他們之間的距離
F．驗證減少的重力勢能是否等于增加的動能，即驗證機械能是否守恒．
（2）本次實驗中，打點周期為0.02s，自由下落的重物質量為2kg，打出一條理想紙帶的數(shù)據(jù)如圖2所示，單位是cm，g取9.8m/s²．點 O、A之間還有多個點沒畫出，打點計時器打下點B時，物體的速度v_B=0.98 m/s，從起點O到打下B點的過程中，重力勢能的減少量△E_p=0.982J，此過程中物體動能的增量△E_k=0.960 J．（答案保留三位有效數(shù)字），實驗結論是在誤差允許范圍內，重錘機械能守恒

Answer 1

分析 （1）通過實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定不需要的測量步驟．實驗時，打點計時器應接交流電源，先接通電源，再釋放紙帶．
（2）重物下落過程中不可避免的受到阻力作用，重力勢能不可能全部轉化為動能，這是誤差的主要來源．

解答 解：（1）打點計時器需要接低壓交流電源，不能接直流，故B錯誤．
因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒有必要．
本題選錯誤的或者是沒有必要進行的，故選：BC；
（2）利用勻變速直線運動的推論有：B_C=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s，
重錘的動能為：E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×2×0.98²=0.960 J
從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量為：△E_p=mgh=2×9.8×0.0501J=0.982 J．
由上數(shù)據(jù)可知，在誤差允許范圍內，重錘機械能守恒；
故答案為：（1）BC；（2）0.98，0.982，0.960；在誤差允許范圍內，重錘機械能守恒．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，通過原理確定所需測量的物理量，以及知道實驗中的注意事項，在平時的學習中，需加以總結．