Question

9．在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）下面叙述正确的是BC
A．用天平称出重物的质量
B．选用点迹清晰、特别是第1、2点间距接近2mm的纸带
C．应先通电再释放纸带
D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上
（2）选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交变电流，用分度值为1mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数据中不符合有效数字要求的25.9cm，应该写成25.90cm．
（3）在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1kg，根据以上数据计算，当打点针打到B点时，重物的重力势能比开始下落时减少了1.73J，这时它的动能是1.67J，由此得到的结论是在忽略误差的情况下，重锤的机械能守恒（g取9.8m/s²，保留三位小数）

Answer 1

分析 打点计时器要先工作再释放物体，顺序不能颠倒，而物体的质量不需要测量，对于间距及起点是否是从静止开始，没有严格的要求；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答 解：（1）A、由于只要验证gh=$\frac{1}{2}$mv²即可，因此不需要测重物的质量，故A错误；
B、如果打的第1个点与第2个点的间隔不为2mm，可以取纸带中一段点迹清楚的部分，验证重物在打这两个点的时间间隔内机械能守恒即可，故B正确；
C、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C正确；
D、打点计时器应接在电压为4～6V的交流电源上，故D错误；
故选：BC．
（2）最小刻度为mm，读数要有估计值，所以要估读一位，所以25.9cm不符合要求，应写成25.90cm；  
（3）重力势能减小量△E_p=mgh_OB=1×9.8×0.1769J=1.73J．
匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，因此有：
v_B=$\frac{0.2590-0.1113}{4×0.02}$=1.846m/s
△E_k=$\frac{1}{2}$×1×（1.846）²=1.67  J．
由实验数据可知，在忽略误差的情况下，重锤的机械能守恒．
故答案为：（1）BC； （2）25.9，25.90；（3）1.73，1.67，在忽略误差的情况下，重锤的机械能守恒

点评 对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验．
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，难度适中．