Question

8．在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中：
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟，不恰當?shù)牟僮魇荁C．
A．按照圖1所示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C．釋放懸掛紙帶的夾子后，再接通電源開關打出一條紙帶，重復幾次
D．選擇一條理想的紙帶，對其進行測量
E．根據(jù)測量的結果，驗證gh與$\frac{1}{2}$v²是否相等

（2）如圖2所示是實驗中測得的一條紙帶，各點距O點的距離分別為d₁，d₂，d₃，…，各相鄰點間的時間間隔為T，當?shù)刂亓�加速度為g，則B點的速度表達式為VB=$\frac{jfcpcfw_{3}-hzbyqnk_{1}}{2T}$．若B點和D點的速度VB、VD為已知量，要驗證物體從B到D的過程中機械能是否守恒，則需滿足$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d₄-d₂）關系，物體的機械能守恒．

Answer 1

分析 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(jù)處理以及注意事項．
根據(jù)勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以得出B點的瞬時速度大小，根據(jù)功能關系可得出正確表達式．

解答 解：（1）A、按照圖示的裝置安裝器件，故A正確
B、應將打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B錯誤．
C、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差．故C錯誤
D、選擇一條理想的紙帶，對其進行測量，故D正確
E、因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去比較，即驗證gh與$\frac{1}{2}$v²是否相等，故E正確
本題選不恰當，故選：BC．
（2）根據(jù)勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，得出B點的瞬時速度大小分別為：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{eviqip1_{3}-lolxpmz_{1}}{2T}$，
物體從B到D的過程中重力勢能減小量是mg（d₄-d₂）
動能增加量是$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$
要驗證物體從B到D的過程中機械能是否守恒，則需滿足$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d₄-d₂）關系，物體的機械能守恒
故答案為：（1）BC；（2）$\frac{guwj6vw_{3}-5x1y1p6_{1}}{2T}$；$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d₄-d₂）．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，知道重錘的質(zhì)量可以不測，打點計時器使用交流電源，實驗時應先接通電源，后釋放紙帶．
正確利用所學物理規(guī)律解決實驗問題，熟練應用物理基本規(guī)律，因此這點在平時訓練中要重點加強．