Question

【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當地重力加速度的值為9.80m/s2 ， 測得所用重物的質量為1.00kg．實驗步驟如下：

A．按圖1所示的裝置安裝儀器；
B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．接通電源開關，然后釋放重物，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上打出的某些點之間的距離；
F．根據測量的結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．
按實驗要求正確地操作并選出紙帶進行測量，量得連續三點A、B、C到第一個點的距離如圖2所示（相鄰計數點時間間隔為0.02s），那么：

（1）上述步驟中沒有必要進行的步驟是；操作不恰當的步驟是 ．
（2）紙帶的（左、右）端與重物相連；
（3）打點計時器打下計數點B時，物體的速度vB=m/s；（計算結果保留兩位有效數字）；
（4）從起點O到打下計數點B的過程中重力勢能減少量是△Ep= ， 此過程中物體動能的增加量△Ek=（計算結果保留兩位有效數字）；
（5）實驗的結論是 ．
（6）若測出紙帶上所有各點到O點之間的距離，根據紙帶算出各點的速度v及物體下落的高度h，則以 為縱軸、以h為橫軸畫出的圖線是圖3中的 ．

Answer 1

【答案】
（1）C,B
（2）左
（3）0.98
（4）0.49J,0.48J
（5）在誤差允許的范圍內,機械能守恒
（6）A
【解析】解：（1）實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，不需要天平，故C不必要．打點計時器使用交流電源，故B不恰當．（2）紙帶在重物的拖動下，速度越來越快，相等時間內的位移越來越大，可知紙帶的左端與重物相連．（3）B點的瞬時速度 m/s=0.98m/s．（4）從起點O到打下計數點B的過程中重力勢能減少量是△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J，此過程中物體動能的增加量△Ek= ．（5）由第（4）問題可知，在誤差允許的范圍內，機械能守恒．（6）根據機械能守恒得， ，解得 ，可知 為縱軸、以h為橫軸的圖線是一條過原點的傾斜直線，故選：A．

故答案為：（1）C，（2）左，（3）0.98，（4）0.49J，0.48J，（5）在誤差允許的范圍內，機械能守恒，（6）A．

（1）根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定沒有必要的步驟以及操作不恰當的步驟．（2）根據相等時間內的位移逐漸增大確定紙帶的哪一端與重物相連．（3）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度．（4、5）根據下降的高度求出重力勢能的減小量，根據B點的速度求出物體動能的增加量．從而得出實驗的結論．（6）根據機械能守恒定律得出 的關系式，從而確定正確的圖線．