Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，可提供輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種，交流電的頻率為50Hz，重錘從高處由靜止開始下落，在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)測量并分析，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

(1)他進(jìn)行了下面幾個(gè)操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質(zhì)量；

D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；

E．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；

F．根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

其中沒有必要進(jìn)行的步驟是___________,操作不當(dāng)?shù)牟襟E是____________。（填選項(xiàng)字母）

(2)這位同學(xué)進(jìn)行正確測量后挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量分析，如圖乙所示．其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C、D、E、F為六個(gè)相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)。根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，當(dāng)打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度為______m/s．（保留3位有效數(shù)字）

(3)他進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)存在較大誤差，為此對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，用如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：通過電磁鐵控制的小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時(shí)，通過與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）記錄擋光時(shí)間t，用毫米刻度尺測出AB之間的距離h，用游標(biāo)卡尺測得小鐵球的直徑d。重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。則小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v=____________。如果d、t、h、g存在關(guān)系式____________，就可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

Answer 1

【答案】C B 1.84

【解析】

(1)[1]由機(jī)械能守恒定律可得

兩邊都有m，可以消去，也就是說沒有必要測物體的質(zhì)量，即沒有必要的步驟為C；

[2]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是交流電，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上，則操作不當(dāng)?shù)牟襟E是B；

(2)[3]打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度

(3) [4]小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度

[5]若機(jī)械能守恒，則：

整理可得