Question

【題目】某同學用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的頻率為50Hz交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一-系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律

(1)他進行了下面幾個操作步驟:

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.先接通電源，后釋放紙帶，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步驟是（______________） ， 操作不當?shù)牟襟E是（______________）

(2)他進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖所示。其中0點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，當打點到B點時重錘的速度__m/s計數(shù)出該對應(yīng)的0.5v2=____m2/s2， gh=____ m2/s2，可認為在誤差范圍內(nèi)存在關(guān)系式____即可驗證機械能守恒定律. (g=9.8m/s2)

(3)他繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，并以0. 5v2為縱軸、以h為橫軸畫出的圖像，應(yīng)是圖中的（___________）

(4)他進一步分析， 發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大誤差，為此設(shè)計出如圖所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律.通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的亳秒計時器(圖中未畫出)記錄擋光時間t，用亳米刻度尺測出A、B之間的距離h，用游標卡尺測得小鐵球的直徑d.重力加速度為g。實驗前應(yīng)調(diào)整光電門的位置，使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束，小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=_____.如果d、t、h、g存在關(guān)系式____也可驗證機械能守恒定律

Answer 1

【答案】C B 1.69 1.74 C

【解析】

(1)[1] 因為我們是比較mgh、的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒有必要；

[2] 實驗中應(yīng)將打點計時器接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤，屬于操作不當。

(2)[3]勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出B點的速度大小為

[4]對應(yīng)的0.5v2=1.69 m2/s2

[5] 對應(yīng)的gh=1.74m2/s2

[6]可認為在誤差范圍內(nèi)存在關(guān)系式，即可驗證機械能守恒定律。

(3)[7]他繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，并以為0. 5v2縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，根據(jù)，所以應(yīng)是圖中的C。

(4)[8]光電門測速度的原理是用平均速度代替瞬時速度，因此有

[9]由于

所以如果d、t、h、g存在關(guān)系式

也可驗證機械能守恒定律。