Question

2．（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的以下看法中正確的是BD
A．必須用秒表測出重物下落的時(shí)間
B．實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，注意手提著紙帶使重物靠近計(jì)時(shí)器，先接通計(jì)時(shí)器電源，然后松開紙帶
C．如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不豎直，重物下落時(shí)，其重力勢能有一部分消耗在紙帶摩擦上，就會造成重力勢能的變化
小于動能的變化
D．驗(yàn)證時(shí)，可以不測量重物的質(zhì)量或重力
（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)”，在本實(shí)驗(yàn)中：
①現(xiàn)有器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、鐵架臺（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導(dǎo)線若干，其中此實(shí)驗(yàn)不需要使用的器材是秒表．實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是摩擦（選填“空氣”或“摩擦”）阻力的影響．
②若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的周期為T，如圖乙是正確操作得到紙帶的一部分，圖中O不是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一個(gè)點(diǎn)，O、A、B、C、D、E、F分別是連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)，測出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為s_A、s_B、s_C、s_D、s_E、s_F，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．則從打下計(jì)時(shí)點(diǎn)A到E的過程中，重錘的重力勢能的減少量為mg（s_E-s_A），動能的增加量為$\frac{m}{8{T}^{2}}[（{s}_{F}-{s}_{D}）^{2}-{{s}_{B}}^{2}]$

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定不需要的器材．
（3）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出A點(diǎn)和E點(diǎn)的速度，得出動能的增加量．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接記錄時(shí)間，所以不需要秒表，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B正確．
C、如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不豎直，重物下落時(shí)，其重力勢能有一部分消耗在紙帶摩擦上，就會造成重力勢能的變化大于動能的變化量，故C錯(cuò)誤．
D、驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即驗(yàn)證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，所以不需要測量重物的質(zhì)量，故D正確．
故選：BD．
（2）實(shí)驗(yàn)中由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接記錄時(shí)間，則不需要秒表，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因是摩擦阻力的影響．
△E_p=mg（s_E-s_A），A點(diǎn)的速度${v}_{A}=\frac{{s}_{B}}{2T}$，E點(diǎn)的速度${v}_{E}=\frac{{s}_{F}-{s}_{D}}{2T}$，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$=$\frac{m}{8{T}^{2}}[（{s}_{F}-{s}_{D}）^{2}-{{s}_{B}}^{2}]$．
故答案為：（1）BD，（2）①秒表，摩擦，②mg（s_E-s_A），$\frac{m}{8{T}^{2}}[（{s}_{F}-{s}_{D}）^{2}-{{s}_{B}}^{2}]$．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．