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    20．在利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
    （1）下面列举了该实验的几个操作步骤，期中多余或不正确的操作是BCD；
    A．按照图1所示的装置安装器件
    B．用天平测量重物和夹子的质量m
    C．将电磁式打点计时器接到“220V”交流电源上
    D．先释放纸带后再接通电源打出一条纸带，重复多次
    E．选择一条理想的纸带，对其进行测量

    （2）如图2所示是实验中测得的一条纸带，各点距O点的距离分别为d1，d2，d3，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g，则B点的速度表达式为vB=$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$；
    （3）若将B点和D点的速度用vB、vD表示，要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒，则需满足关系$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d4-d2）．
    （4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能．

    分析 通过实验的原理，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
    根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以得出B点的瞬时速度大小，根据功能关系可得出正确表达式．

    解答 解：（1）其中多余的步骤是：
    B、用天平测量重物和夹子的质量m，因减小的重力势能与增加的动能，均含有质量，可以约去；
    C、将电磁式打点计时器接到4V到6V交流电源上，而电火花打点计时器接到电源的“220V”“交流”上；
    D、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，
    故选：BCD；
    （2）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B点的瞬时速度大小分别为：
    vB=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$，
    （3）物体从B到D的过程中重力势能减小量是△EP=mg（d4-d2）
    动能增加量是△Ek=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$
    要验证物体从B到D的过程中机械能是否守恒，
    则需满足$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d4-d2）关系，物体的机械能守恒；
    （4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能；
    故答案为：（1）BCD；（2）$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$；（3）$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d4-d2）； （4）由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能．

    点评 解决本题的关键知道实验的原理，知道重锤的质量可以不测，打点计时器使用交流电源，实验时应先接通电源，后释放纸带．
    正确利用所学物理规律解决实验问题，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．

    练习册系列答案
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