Question

11．如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律．

①對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是AB．
A．重物選用質量和密度較大的金屬錘
B．兩限位孔在同一豎直面內上下對正
C．精確測量出重物的質量
D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物
②某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示．紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點．重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有BC．
A．OA、AD和EG的長度           B．OC、BC和CD的長度
C．BD、CF和EG的長度             D．AC、BD和EG的長度

Answer 1

分析 根據實驗原理，結合實驗中的注意事項后分析解答；
依據這段時間內的平均速度等于中時刻瞬時速度，從而確定動能的變化，再依據重力勢能表達式，進而確定其的變化，即可驗證．

解答 解：
①A、實驗供選擇的重物應該相對質量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，從而減小實驗誤差，故A正確．
B、為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實驗誤差，故B正確．
C、因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關系，故m可約去，不需要測量重錘的質量，對減小實驗誤差沒有影響，故C錯誤．
D、實驗時，先接通打點計時器電源再放手松開紙帶，對減小實驗誤差沒有影響，故D錯誤．
②根據這段時間內的平均速度等于中時刻瞬時速度，結合動能與重力勢能表達式，
A、當OA、AD和EG的長度時，只有求得F點與BC的中點的瞬時速度，從而確定兩者的動能變化，卻無法求解重力勢能的變化，故A錯誤；
B、當OC、BC和CD的長度時，同理，依據BC和CD的長度，可求得C點的瞬時速度，從而求得O到C點的動能變化，因知道OC間距，則可求得重力勢能的變化，可以驗證機械能守恒，故B正確；
C、當BD、CF和EG的長度時，依據BD和EG的長度，可分別求得C點與F點的瞬時速度，從而求得動能的變化，再由CF確定重力勢能的變化，進而得以驗證機械能守恒，故C正確；
D、當AC、BD和EG的長度時，依據AC和EG長度，只能求得B點與F點的瞬時速度，從而求得動能的變化，而BF間距不知道，則無法驗證機械能守恒，故D錯誤；
故答案為：①AB；  ②BC．

點評 考查實驗的原理，掌握如何處理實驗誤差的方法，理解驗證機械能守恒的中，瞬時速度的求解，及重力勢能的表達式的應用．