Question

19．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，要驗證：重物重力勢能的減少量等于它動能的增加量．

（1）以下步驟僅是實驗操作的一部分，將必要的步驟挑選出來，并且按正確的順序排列ACGEF（填代號）．
A．把打點計時器固定在鐵架臺上，并用導線把它和交流電源連接起來
B．用天平稱出重錘的質(zhì)量
C．把紙帶的一端固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，把重錘提升到一定的高度
D．用秒表測出重錘下落的時間
E．釋放紙帶
F．重復幾次，得到3-5條符合要求的紙帶
G．接通電源
（2）如圖2所示為實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記做O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，重物由O點運動到B點的過程中，重物重力勢能的減少量等于6.86J，重物動能的增加量等于6.85J．（已知所用重物的質(zhì)量為1.00kg，當?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，結(jié)果保留三位有效．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)驗證機械能的守恒的原理及表達式可得出需要的步驟，并按實驗的要求得出正確的順序．
（2）根據(jù)重物下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）在本實驗中由于采用了打電計時器，故不需要有用秒表；在數(shù)據(jù)處理中，質(zhì)量m可以約去，故質(zhì)量也不需要測量，只需驗證gh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$即可； 故BD多余；
而在實驗中應先安裝儀器，再進行實驗； 同時還要注意先接通電源再放紙帶； 本實驗中應多次測量，故實驗中的步驟應為：ACGEF．
（2）重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.7=6.86J；
B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.7758-0.6278}{0.04}$m/s=3.7m/s，
則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}=\frac{1}{2}×1×3．{7}^{2}J$=6.85J．
故答案為：（1）ACGEF；（2）6.86，6.85

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理，會通過原理確定測量的器材，以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度．