Question

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，當地重力加速度的值為9.80 m/s²，測得所用重物的質量為1.00 kg．實驗步驟如下：A．按照圖示的裝置安裝儀器；

B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質量；
D．接通電源開關，然后釋放重物，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上打出的某些點之間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.
按實驗要求正確地操作并選出紙帶進行測量，量得連續三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示（相鄰計數點時間間隔為0.02 s）。

（1）上述步驟中沒有必要進行的的步驟是         ；操作不恰當的步驟是        
（2）紙帶的________(左、右)端與重物相連；
（3）打點計時器打下計數點B時，物體的速度V_B=         m/s；（計算結果保留兩位有效數字）
（4）從起點O到打下計數點B的過程中重力勢能減少量是△E_p =______________J，此過程中物體動能的增加量△E_k =_____________J；（計算結果保留兩位有效數字）
（5）實驗的結論是                                                  ．
（6）若測出紙帶上所有各點到O點之間的距離，根據紙帶算出各點的速度v及物體下落的高度h，則以v²/2為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象是下圖中的          

Answer 1

(1)C、B (2)左 (3)  0.98m/s (4) 0.49J , 0.48J (5)在誤差允許范圍內，機械能守恒 (6) A

試題分析：（1）沒有必要進行的步驟是：因為我們是比較的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒有必要．故選C．操作不恰當的步驟是：應將打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B錯誤．故選B
（2）因為打點計時器每隔0.02s打一個點，時間間隔是定值；重物拖動紙帶下落的運動過程中，速度越來越快，所以相等時間內運動的位移越來越大．所以圖中紙帶左端先開始運動．
（3）
（4）從起點O到打下計數點B的過程中重力勢能減少量是
物體動能的增加量
(5) 在誤差允許范圍內，機械能守恒
(6)利用圖線處理數據，從理論角度物體自由下落過程中機械能守恒可以得出：，即所以以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，故選A
點評：紙帶問題的處理是力學實驗中常見的問題．我們可以紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．