Question

2．（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学的以下看法中正确的是BD
A．必须用秒表测出重物下落的时间
B．实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近计时器，先接通计时器电源，然后松开纸带
C．如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化
小于动能的变化
D．验证时，可以不测量重物的质量或重力
（2）某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律的实验”，在本实验中：
①现有器材：打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干，其中此实验不需要使用的器材是秒表．实验中产生误差的主要原因是摩擦（选填“空气”或“摩擦”）阻力的影响．
②若实验中所用重锤的质量为m，打点计时器所用交流电源的周期为T，如图乙是正确操作得到纸带的一部分，图中O不是打点计时器打的第一个点，O、A、B、C、D、E、F分别是连续的计时点，测出各点到O点的距离分别为s_A、s_B、s_C、s_D、s_E、s_F，当地的重力加速度为g．则从打下计时点A到E的过程中，重锤的重力势能的减少量为mg（s_E-s_A），动能的增加量为$\frac{m}{8{T}^{2}}[（{s}_{F}-{s}_{D}）^{2}-{{s}_{B}}^{2}]$

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定不需要的器材．
（3）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出A点和E点的速度，得出动能的增加量．

解答 解：（1）A、打点计时器可以直接记录时间，所以不需要秒表，故A错误．
B、实验时应先接通电源，再释放纸带，故B正确．
C、如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化大于动能的变化量，故C错误．
D、验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要测量重物的质量，故D正确．
故选：BD．
（2）实验中由于打点计时器可以直接记录时间，则不需要秒表，实验中产生误差的原因是摩擦阻力的影响．
△E_p=mg（s_E-s_A），A点的速度${v}_{A}=\frac{{s}_{B}}{2T}$，E点的速度${v}_{E}=\frac{{s}_{F}-{s}_{D}}{2T}$，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$=$\frac{m}{8{T}^{2}}[（{s}_{F}-{s}_{D}）^{2}-{{s}_{B}}^{2}]$．
故答案为：（1）BD，（2）①秒表，摩擦，②mg（s_E-s_A），$\frac{m}{8{T}^{2}}[（{s}_{F}-{s}_{D}）^{2}-{{s}_{B}}^{2}]$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．