Question

（1）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，有位同學(xué)按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作：
A．用天平稱出重錘和夾子的質(zhì)量
B．固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．接通電源，松開紙帶，開始打點(diǎn)．并如此重復(fù)多次，以得到幾條打點(diǎn)紙帶
D．取下紙帶，挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶，記下第一個(gè)打下的點(diǎn)O，在距離O點(diǎn)較近處選擇幾個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)
E．測出紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，得到這些點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻重錘下落高度
F．利用測量數(shù)據(jù)，計(jì)算出這些點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻的物體速度
G．利用上述數(shù)據(jù)，計(jì)算各點(diǎn)對應(yīng)的重力勢能減少量和動(dòng)能增量，并進(jìn)行比較
以上步驟中，不必要的步驟是

A

（填寫代表字母）；
有錯(cuò)誤或不妥的步驟是

BD

 （填寫代表字母）．
（2）某同學(xué)用正確的步驟和操作進(jìn)行試驗(yàn)，得到一條清晰的紙帶，電源頻率為50赫茲，O為打下的第一個(gè)點(diǎn)（初速度為零），各相鄰的點(diǎn)間距如圖所示，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?.8m/s²，重錘質(zhì)量為1.0kg，則從O到C這段時(shí)間內(nèi)，重錘重力勢能的減少量為

8.25

J，重錘動(dòng)能的增加量為

8.00

J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(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)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答：解：（1）不必要的步驟是：A、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、

1

2

mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故A錯(cuò)誤．
故選A．
有錯(cuò)誤或不妥的步驟是：B、固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，讓紙帶下端盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以便測出更多的數(shù)據(jù)，以減小誤差．故B錯(cuò)誤．D、取下紙帶，挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶，記下第一個(gè)打下的點(diǎn)O，在紙帶中間處選擇幾個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)，不要離計(jì)數(shù)點(diǎn)較近，以便減小測量誤差．故D錯(cuò)誤．
故選BD．
（2）從O到C這段時(shí)間內(nèi)，重錘重力勢能的減少量為△E_p=mgh=1×9.8×0.8421m J=8.25J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_C=

xAE

tAE

=

(15.24+16.76)cm

4×0.02s

=4.00m/s
E_kC=

1

2

mv_C²=8.00  J．
故答案為：（1）A；BD（2）8.25　　8.00

點(diǎn)評：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留