Question

2．做“驗證機械能守恒定律”的實驗中
（1）已有帶夾子的鐵架臺、電火花計時器、紙帶外，還必須選取的器材是圖1中的BCD（填字母）．
（2）在挑選紙帶時，應選擇一條點跡清晰且第1、2點間距離接近2mm的紙帶．
（3）如圖2所示，實驗得到了一條完整紙帶，將紙帶上打出的第一個點標為O點，分別測出若干連續(xù)點A、B、C…與O點之間的距離h₁、h₂、h₃…，測得h₁=39.50cm、h₂=45.50cm、h₃=5l.80cm．要驗證OB兩點間機械能是否守恒，由以上數(shù)據(jù)可求得打B點時重物速度大小為3.1m/s （保留兩位有效數(shù)字）．若當?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，由以上數(shù)據(jù)比較重物在OB兩點間減小的重力勢能△E_P=mgh₂和增加動能△E_K=$\frac{m{v}_{B}^{2}}{2}$的大小關系為△E_K＞△E_P，造成該結果的原因可能是先釋放紙帶后接通電源．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）當重物的運動可以視為自由落體運動，誤差較小，根據(jù)自由落體運動的位移時間公式得出第1、2兩點間的距離．
（3）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．實驗中動能的增加量大于重力勢能的減小量，可能是打點時紙帶有初速度．

解答 解：（1）電火花打點計時器需要交流電源，實驗中需要用刻度尺測量點跡間的距離，還需要驗證重物重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，需要重錘，故選：BCD．
（2）根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×9.8×0.0{2}^{2}m≈2mm$知，應選擇一條點跡清晰且第1、2點間距離接近2mm的紙帶．
（3）B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}=\frac{0.5180-0.3950}{0.04}$m/s=3.1m/s，實驗中動能的增加量大于重力勢能的減小量，原因可能是先釋放紙帶后接通電源．
故答案為：（1）BCD，（2）2mm，（3）3.1，先釋放紙帶后接通電源．

點評 解決本題的關鍵紙帶實驗的原理，知道實驗誤差的來源，掌握紙帶的處理方法，會根據(jù)知道求解瞬時速度，難度不大．