Question

9．如图，某同学设计一个用自由落体法验证机械能守恒定律的实验
（1）除了图中已画出的器材以外，下面所列各项器材哪些是必须的AD．
A．低压交流电源   B．低压直流电源   C．天平和砝码
D．刻度尺   E．弹簧秤   F．秒表
（2）实验步骤有：
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在低压交流电源上
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，并用手提着纸带，让手尽量靠近打点计时器
C．松开纸带，接通电源
D．更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第1、2两点间距为2mm的纸带
E．用天平称出重锤的质量，利用$\frac{1}{2}$mv²=mgh 验证机械能守恒定律
在以上实验步骤中有错误操作的步骤是
①B，正确的操作是应让重锤尽量靠近打点计时器．
②C，正确的操作是应先接通电源，后放纸带．
在以上实验步骤中有不必要的操作的步骤是
③E，不必要的操作是不需要测重锤的质量．

Answer 1

分析 验证机械能守恒定律的原理，重锤下落损失的重力势能等于其增加的动能（在实验误差允许范围内）；计算动能时，需计算速度，要用到打点计时器，打点计时器用交流电源．
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，熟练掌握打点计时器的应用．

解答 解：（1）A、打点计时器用的是交流电源，故A正确．
    B、同上，B错误．
    C、该实验可不测质量，因为mgh=$\frac{1}{2}$mv²，即只验证gh=$\frac{1}{2}$v²即可，故C错误．
    D、需要刻度尺测量纸带的长度，故D正确．
（2）
B步骤中有错误，正确操作是应让重锤尽量靠近打点计时器；
C步骤中有错误，应先接通电源，然后释放重物，否则纸带开始阶段是空白，可能所采集的数据不够，而且浪费纸带．
E步骤中有错误，只验证gh=$\frac{1}{2}$v²即可，不需要测量重锤的质量．
故答案为：（1）AD；
（2）①B，应让重锤尽量靠近打点计时器；
②C，应先接通电源，后放纸带；
③E，不需要测重锤的质量．

点评 考查了验证机械能守恒定律的原理及所需的仪器．
对于实验的具体操作，不光要靠记忆理解，要亲自动手实验，切实去体会．