Question

7．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，
（1）已有鐵架臺(tái)、鐵夾、電源、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，還必須選取的器材是圖中的BD．

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，①在重錘的正下方地面鋪海綿；②調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔連線為豎直；③重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)．以上操作可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是②③
（3）實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．實(shí)驗(yàn)選用重錘質(zhì)量為1kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，紙帶上連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D至第1點(diǎn)O的距離如圖所示，則重錘從O運(yùn)動(dòng)到C，重力勢(shì)能減少5.50J．重錘經(jīng)過(guò)C時(shí)的速度為3.30m/s．其動(dòng)能增加5.45J．（結(jié)果取三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的物理器材，結(jié)合原理確定減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法；
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即驗(yàn)證重物重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等，所以需要重物，點(diǎn)跡間的時(shí)間間隔可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接得出，不需要秒表，實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，從而得出下降的高度以及瞬時(shí)速度的大小，故選：BD．
（2）實(shí)驗(yàn)中為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔連線為豎直，從而減小摩擦阻力的影響，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，可以減小實(shí)驗(yàn)的誤差．
故選：②③．
（3）重力勢(shì)能減小量為：△E_p=mgh_OC=1×9.8×0.561 J=5.50 J，
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得C點(diǎn)的速度為：
v_C=$\frac{（62.8-49.6）×0.01}{2×0.02}$=3.3m/s
E_kC=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}$×1×3.3²≈5.45J
故答案為：（1）BD；（2）②③；（3）5.50，3.30，5.45．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理確定實(shí)驗(yàn)的器材，以及知道實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，難度不大；
紙帶問(wèn)題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度以及其它物理量，數(shù)據(jù)處理時(shí)要注意單位的換算．