Question

9．如圖，某同學設計一個用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗
（1）除了圖中已畫出的器材以外，下面所列各項器材哪些是必須的AD．
A．低壓交流電源   B．低壓直流電源   C．天平和砝碼
D．刻度尺   E．彈簧秤   F．秒表
（2）實驗步驟有：
A．把打點計時器固定在鐵架臺上，并用導線將打點計時器接在低壓交流電源上
B．將連有重錘的紙帶穿過限位孔，并用手提著紙帶，讓手盡量靠近打點計時器
C．松開紙帶，接通電源
D．更換紙帶，重復幾次，選用點跡清晰且第1、2兩點間距為2mm的紙帶
E．用天平稱出重錘的質量，利用$\frac{1}{2}$mv²=mgh 驗證機械能守恒定律
在以上實驗步驟中有錯誤操作的步驟是
①B，正確的操作是應讓重錘盡量靠近打點計時器．
②C，正確的操作是應先接通電源，后放紙帶．
在以上實驗步驟中有不必要的操作的步驟是
③E，不必要的操作是不需要測重錘的質量．

Answer 1

分析 驗證機械能守恒定律的原理，重錘下落損失的重力勢能等于其增加的動能（在實驗誤差允許范圍內）；計算動能時，需計算速度，要用到打點計時器，打點計時器用交流電源．
解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據處理以及注意事項，熟練掌握打點計時器的應用．

解答 解：（1）A、打點計時器用的是交流電源，故A正確．
    B、同上，B錯誤．
    C、該實驗可不測質量，因為mgh=$\frac{1}{2}$mv²，即只驗證gh=$\frac{1}{2}$v²即可，故C錯誤．
    D、需要刻度尺測量紙帶的長度，故D正確．
（2）
B步驟中有錯誤，正確操作是應讓重錘盡量靠近打點計時器；
C步驟中有錯誤，應先接通電源，然后釋放重物，否則紙帶開始階段是空白，可能所采集的數(shù)據不夠，而且浪費紙帶．
E步驟中有錯誤，只驗證gh=$\frac{1}{2}$v²即可，不需要測量重錘的質量．
故答案為：（1）AD；
（2）①B，應讓重錘盡量靠近打點計時器；
②C，應先接通電源，后放紙帶；
③E，不需要測重錘的質量．

點評 考查了驗證機械能守恒定律的原理及所需的儀器．
對于實驗的具體操作，不光要靠記憶理解，要親自動手實驗，切實去體會．