Question

16．某同學(xué)利用如圖（甲）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．圖（乙）是他認為較理想的一條紙帶，O點是打點計時器打出的第一個點（初速為零），A、B、C、D、E、F點是紙帶上相鄰的點．他們測出了各點與O點的距離h后做出了必要的計算，測量記錄見下表

計數(shù)點	A	B	C	D	E	F
h/cm	6.9	9.47	12.40	15.71	19.41	23.49

（1）距離h的記錄中不符合有效數(shù)字讀數(shù)的一組是A（填寫計數(shù)點名稱）．
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量
D．釋放紙帶，立即接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能
其中沒有必要進行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是BCD（填選項對應(yīng)的字母）
（3）打點計時器的頻率為50Hz，則計時器打下C點時，重物的速度大小為1.56m/s；
（4）計數(shù)點C、D、E與O點之間的距離分別用h_C、h_D、h_E表示，打點計時器的打點周期用T表示，若重物質(zhì)量為m，重力加速度為g，則從O到D重物動能的增加量△E_k=$\frac{{m{{（{h_E}-{h_C}）}^2}}}{{8{T^2}}}$；O到D重物重力勢能的減少量△E_P=mgh_D（△E_k、△E_P均用h_C、h_D、h_E、T、m、g符號表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)保留的有效數(shù)字確定不正確的一組．
（2）根據(jù)實驗的原理以及注意事項確定操作步驟中不正確的選項．
（3）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度．
（4）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得出D點速度的表達式，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，讀數(shù)讀到小數(shù)點后兩位，可知不符合有效數(shù)字讀數(shù)的一組是A．
（2）B、打點計時器應(yīng)接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤．
C、驗證機械能守恒定律，即驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以不需要測出重錘的質(zhì)量，故B不恰當(dāng)．
D、實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故D錯誤．
所以沒有必要進行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是：BCD．
（3）C點的瞬時速度${v}_{C}=\frac{{h}_{D}-{h}_{B}}{2T}=\frac{0.1571-0.0947}{0.04}$m/s=1.56m/s．
（4）D點的瞬時速度${v}_{D}=\frac{{h}_{E}-{h}_{C}}{2T}$，從O到D重物動能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}$=$\frac{{m{{（{h_E}-{h_C}）}^2}}}{{8{T^2}}}$；O到D重物重力勢能的減少量△E_P=mgh_D．
故答案為：（1）A     （2）BCD        （3）1.56m/s        （4）$\frac{{m{{（{h_E}-{h_C}）}^2}}}{{8{T^2}}}$；mgh_D

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度．