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    1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
    （1）运用公式$\frac{1}{2}m{V^2}=mgh$对实验条件的要求是：在打第一个点时重锤恰好由静止开始下落，为此所选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近2mm．
    （2）某同学实验步骤如下：
    A．用天平准确测出重锤的质量；
    B．把打点定时器架在铁架台上，并接上直流电源；
    C．将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点定时器；
    D．先释放重锤，后接通电源；
    E．取下纸带，再重复几次；
    F．选择纸带，测量纸带上某些点之间的距离
    G．根据测量结果进行计算
    你认为他实验步骤中多余的步骤是A，错误的步骤是BD（均填序号）
    （3）在本次验证机械能守恒定律的实验中，质量m=200g 的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点．在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点时间间隔为0.100s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图2所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80m/s2．

    ①打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度vB=2.91m/s（保留三位有效数字）；
    ②从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量△Ep=0.856J，重锤动能增加量△EK=0.847J（保留三位有效数字）；
    ③即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，该实验求得的△Ep通常略大于△Ek，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的主要原因是：存在阻力作用．查看答案
    （4）在该实验中实验者如果根据纸带算出相关各点的速度V，量出下落的距离h，以$\frac{V^2}{2}$为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图3中的B就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是重力加速度g．

    分析 （1）根据自由落体运动的位移时间公式得出第1、2两点的距离，确定出选择的纸带第1、2两个打点间的距离．
    （2）根据实验的原理和注意事项确定不需要的步骤和错误的步骤．
    （3）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B点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度得出重力势能的减小量．根据实验的原理确定误差形成的原因．
    （4）根据机械能守恒定律得出$\frac{1}{2}{v}^{2}$与h的关系式，从而确定正确的图线，得出图线斜率的含义．

    解答 解：（1）根据x=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.0{2}^{2}m=2mm$知，选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近2mm．
    （2）实验中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，所以不用天平测量重锤的质量，故A是多余的步骤．
    打点计时器应使用交流电源，故B错误．
    实验时应先接通电源，再释放重锤，故D错误．
    故错误的步骤为：BD．
    （3）①重锤下落的速度vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.7760-0.1945}{0.2}m/s$=2.91m/s．
    ②从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量△Ep=mgh=0.2×9.8×0.4368J≈0.856J，重锤动能增加量△EK=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×2.9{1}^{2}≈$0.847J．
    ③该实验求得的△Ep通常略大于△Ek，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的主要原因是存在阻力作用．
    （4）根据机械能守恒定律得，mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得$\frac{1}{2}{v}^{2}=gh$，可知图线为过原点的倾斜直线，故选：B．
    由表达式$\frac{1}{2}{v}^{2}=gh$知，图线的斜率表示重力加速度g．
    故答案为：（1）2mm；     （2）A，BD；          （3）①2.91，②0.856，0.847，③存在阻力作用；    （4）B，重力加速度g．

    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．

    练习册系列答案
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