Question

19．（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，有两项是错误的或者是没有必要进行的，它们是BC （填字母代号）
A．按照图1示的装置安装器件
B．将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C．用天平测量出重物的质量
D．先接通电源开关，再放手让纸带和重物下落
E．在打出的纸带上，选取合适的两点，测量两点的速度和他们之间的距离
F．验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即验证机械能是否守恒．
（2）本次实验中，打点周期为0.02s，自由下落的重物质量为2kg，打出一条理想纸带的数据如图2所示，单位是cm，g取9.8m/s²．点 O、A之间还有多个点没画出，打点计时器打下点B时，物体的速度v_B=0.98 m/s，从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减少量△E_p=0.982J，此过程中物体动能的增量△E_k=0.960 J．（答案保留三位有效数字），实验结论是在误差允许范围内，重锤机械能守恒

Answer 1

分析 （1）通过实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定不需要的测量步骤．实验时，打点计时器应接交流电源，先接通电源，再释放纸带．
（2）重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源．

解答 解：（1）打点计时器需要接低压交流电源，不能接直流，故B错误．
因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故C没有必要．
本题选错误的或者是没有必要进行的，故选：BC；
（2）利用匀变速直线运动的推论有：B_C=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s，
重锤的动能为：E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×2×0.98²=0.960 J
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量为：△E_p=mgh=2×9.8×0.0501J=0.982 J．
由上数据可知，在误差允许范围内，重锤机械能守恒；
故答案为：（1）BC；（2）0.98，0.982，0.960；在误差允许范围内，重锤机械能守恒．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，通过原理确定所需测量的物理量，以及知道实验中的注意事项，在平时的学习中，需加以总结．