Question

16．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，下面列出一些實(shí)驗(yàn)步驟
A．用天平測出重物和夾子的質(zhì)量；
B．先將重物與紙帶連接，再將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，上端用手提著，并且讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在學(xué)生電源交流輸出端，把輸出電壓調(diào)至6V （電源不接通、交流）；
D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在置于桌邊的鐵架臺(tái)上，使兩個(gè)限位孔在同一豎直線上； 
E．在紙帶上選取幾個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行測量和記錄數(shù)據(jù)；
 F．用秒表測出重物下落的時(shí)間；
G．接通電源待計(jì)時(shí)器響聲穩(wěn)定后釋放紙帶；
H．切斷電源；
I．更換紙帶，重新進(jìn)行兩次；
J．在三條紙帶中選出較好的一條；
K．進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)論，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；
L．拆下導(dǎo)線，整理器材．
以上步驟中，不必要的有AF，正確步驟的合理順序是DCBGHIIJEK（填寫字母） 

（2）某次實(shí)驗(yàn)中質(zhì)量m=0.5kg的重錘自由下落，對應(yīng)紙帶上打出了一系列 的點(diǎn)，如圖2所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，并測出各點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離長度，單位是cm，g取9.8m/s^s，求（保留3位有效數(shù)字）：
①從打下點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減小量△E=0.238J，動(dòng)能的增加量△E_A=0.236J．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)重物機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定不必要的步驟．按照組裝器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理的順序排列步驟．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以不需要測量重物和夾子的質(zhì)量；重物下落的時(shí)間由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以得出，不需要用秒表測量，故不需要的操作步驟為：AF．
實(shí)驗(yàn)時(shí)先組裝器材，順序?yàn)椋篋CB，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，順序?yàn)椋篏HI，最后數(shù)據(jù)處理，順序?yàn)椋篔EK，所以操作步驟順序?yàn)椋篋CBGHIIJEK．
（2）①從打下點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減小量為mgh=0.5×9.8×4.86×10^-2J=0.238J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.02-3.13）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.9725m/s，則動(dòng)能的增加量為$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×0.972{5}^{2}$≈0.236J．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)重物機(jī)械能守恒．
故答案為：AF，DCBGHIIJEK，（2）①0.238，0.236，②在誤差允許的范圍內(nèi)重物機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．