浙江專用高中物理第七章機(jī)械能守恒定律第10節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)案新人教版.docx

第10節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)考報(bào)告知識(shí)內(nèi)容驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律考試要求學(xué)考選考基本要求1.理解驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的思路，明確需要的器材及測(cè)量的物理量2.能控制實(shí)驗(yàn)條件，正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作3.會(huì)根據(jù)紙帶測(cè)定下落的距離，掌握測(cè)量瞬時(shí)速度的方法4.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論發(fā)展要求1.會(huì)推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中“中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度”2.能對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因作定性分析，并采取措施減小誤差說(shuō)明不要求定量分析實(shí)驗(yàn)誤差一、實(shí)驗(yàn)原理1.在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，如果重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。2.兩種驗(yàn)證方案(1)若以重物下落的起始點(diǎn)O為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為m，測(cè)出重物自起始點(diǎn)O下落距離h時(shí)的速度v，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得出mv2 mgh，機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證。(2)若以重物下落過(guò)程中的某一點(diǎn)A為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為m，測(cè)出重物對(duì)應(yīng)于A點(diǎn)的速度vA，再測(cè)出重物由A點(diǎn)下落h后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得出mvmvmgh，機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證。(3)確定某點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法：如圖1甲所示，測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離xn和xn1，由公式vn算出，或如圖乙所示，由vn算出。圖1二、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶紙夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重物(帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、毫米刻度尺、低壓交流電源(46 V)。三、實(shí)驗(yàn)步驟1.安裝置：按圖2甲所示把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源連接好。圖22.打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。先接通電源后放手，讓重物拉著紙帶自由下落。重復(fù)幾次，得到35條打好點(diǎn)的紙帶。3.選紙帶：從打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰且開(kāi)始的兩點(diǎn)間距接近2 mm的一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后任取間隔相同時(shí)間的點(diǎn)依次標(biāo)上1、2、3。4.測(cè)距離：用刻度尺測(cè)出0到1、2、3的距離，即為對(duì)應(yīng)下落的高度h1、h2、h3。四、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度：根據(jù)公式vn，計(jì)算出1、2、3、n點(diǎn)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3、vn。2.機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證：方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)。從起始點(diǎn)到第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量為mghn，動(dòng)能增加量為mv，計(jì)算ghn和v，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)ghnv，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。方法二：任取兩點(diǎn)A、B。從A點(diǎn)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量為mghBmghA，動(dòng)能增加量為mvmv，計(jì)算ghAB和vv，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)ghABvv，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。方法三：圖象法(如圖3所示)。圖3計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)v2，以v2為縱軸，以各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出v2h圖線。若在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。五、誤差分析1.本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是由紙帶測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運(yùn)動(dòng)中的空氣阻力及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差。2.測(cè)量時(shí)采取多次測(cè)量求平均值的方法來(lái)減小偶然誤差，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔中線豎直，并且選擇質(zhì)量適當(dāng)大些、體積盡量小些的重物來(lái)減小系統(tǒng)誤差。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝要穩(wěn)固，并使兩限位孔的中線在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2.應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力相對(duì)減小。3.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開(kāi)紙帶讓重物下落。4.本實(shí)驗(yàn)中的兩種驗(yàn)證方法均不需要測(cè)重物的質(zhì)量m。5.速度不能用vgt或v計(jì)算，應(yīng)根據(jù)紙帶上測(cè)得的數(shù)據(jù)，利用vn計(jì)算瞬時(shí)速度。典 例 精 析一、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟【例1】 某同學(xué)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律編排了如下實(shí)驗(yàn)步驟：A.用天平稱出重物的質(zhì)量B.把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，提升到一定高度C.拆掉導(dǎo)線，整理儀器D.斷開(kāi)電源，換上新紙帶，重做兩次E.用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間F.用毫米刻度尺測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)的距離，記錄數(shù)據(jù)，并計(jì)算出結(jié)果，得出結(jié)論G.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓交流電源上H.接通電源，釋放紙帶I.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓直流電源上J.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到桌邊的鐵架臺(tái)上上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是_，可有可無(wú)的是_，其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是_。(均只需填步驟的代號(hào))解析對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)原理和操作方法是最基本的要求。只有掌握了實(shí)驗(yàn)原理，才能判斷出實(shí)驗(yàn)步驟中哪些是錯(cuò)誤的，哪些是必要的；只有親自動(dòng)手進(jìn)行認(rèn)真的操作，才能正確地對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟按序排列。上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是E和I，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不需要用秒表測(cè)定時(shí)間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源?？捎锌蔁o(wú)的實(shí)驗(yàn)步驟是A。其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是：JGBHDCF。答案E，IAJGBHDCF二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法【例2】 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4甲所示。圖4(1)該實(shí)驗(yàn)中使用電火花計(jì)時(shí)器，它的工作電壓是_(填“交流220 V”、“交流6 V以下”或“直流6 V以下”)，紙帶下端所掛重物應(yīng)選圖乙中的_重物比較合適(填所選重物的字母)。(2)按照正確的操作得到如圖丙所示的紙帶。其中打O點(diǎn)時(shí)釋放重物，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖丙中(單位cm)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，重物質(zhì)量為0.5 kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8 m/s2。這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_?，F(xiàn)選取重物在OB段的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則打B點(diǎn)時(shí)重物的速度為_(kāi)m/s，OB段動(dòng)能增加量為_(kāi)J，重力勢(shì)能減少量為_(kāi)J(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。即使在操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的Ep也一定略大于Ek，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的主要原因：_。解析(1)電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是交流220 V，紙帶下端所掛重物應(yīng)選圖乙中的質(zhì)量較大的C比較合適。(2)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是12.8，缺少有效數(shù)字；打B點(diǎn)時(shí)重物的速度為vB m/s1.57 m/s；OB段動(dòng)能增加量為Ekmv0.51.572 J0.616 J；重力勢(shì)能減少量為Epmgh0.59.80.128 J0.627 J；原因是重物在下落時(shí)要受到阻力作用(對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力)。答案(1)交流220 VC(2)12.81.570.6160.627重物在下落時(shí)要受到阻力作用(對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力)三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新【例3】 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖5所示：圖5(1)實(shí)驗(yàn)步驟將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l9.30 mm；由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s_cm；將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門2；從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間t1和t2；用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1_和v2_。當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1_和Ek2_。在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少Ep_(重力加速度為g)。(3)如果Ep_，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。解析由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s80.30 cm20.30 cm60.00 cm。由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過(guò)光電門時(shí)的平均速度看作瞬時(shí)速度，擋光條的寬度l已用游標(biāo)卡尺測(cè)量，擋光時(shí)間t已從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出，因此，滑塊通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度為，則通過(guò)光電門1時(shí)瞬時(shí)速度為，通過(guò)光電門2時(shí)瞬時(shí)速度為。由于質(zhì)量事先已用天平測(cè)出，由公式Ekmv2，可得：滑塊通過(guò)光電門1時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能Ek1(Mm)()2，滑塊通過(guò)光電門2時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能Ek2(Mm)()2。末動(dòng)能減初動(dòng)能可得動(dòng)能的增加量。兩光電門中心之間的距離s即砝碼和托盤下落的高度，系統(tǒng)勢(shì)能的減小量Epmgs，最后對(duì)比Ek2Ek1與Ep數(shù)值大小，在誤差允許的范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。答案(1)60.00(59.9660.04)(2)(Mm)()2(Mm)()2mgs(3)Ek2Ek11.在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()A.選用重錘時(shí)，密度大體積小的比密度小體積大的好B.選用重錘時(shí)，密度小體積大的比密度大體積小的好C.選用的重錘一定要測(cè)其質(zhì)量D.重錘的質(zhì)量大小與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性無(wú)關(guān)解析驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，由于重物要克服空氣阻力做功，從而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，選用密度大體積小的重錘能減小空氣阻力的影響，從而減小誤差，A正確，B、D錯(cuò)誤；因驗(yàn)證量中都含有質(zhì)量，故不用測(cè)重錘的質(zhì)量，可以消去，C錯(cuò)誤。答案A2.甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。圖6圖6中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材_；乙同學(xué)需在圖中選用的器材_。(用字母表示)解析甲同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需驗(yàn)證ghv2即可，不需要知道重物的質(zhì)量，但需應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算速度v，故選A、B。乙同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需考慮F、m、a三者的測(cè)量，取小車研究，利用鉤碼的重力作為小車所受的合力，應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算加速度，故選擇B、D、E。答案(1)AB(2)BDE3.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，小偉所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示。圖7(1)從儀器結(jié)構(gòu)和電源使用情況來(lái)看，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是_(填“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”)。(2)實(shí)驗(yàn)使用頻率為50 Hz的交流電源，在實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)操作正確的情況下，得到的紙帶如圖8所示。小偉選取紙帶上某點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并記為計(jì)數(shù)點(diǎn)0，后按紙帶實(shí)際打出的點(diǎn)取計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次記為1、2、3、4、5、6、7、8，并將測(cè)量所得的每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)離計(jì)數(shù)點(diǎn)0的距離記錄于下表中?，F(xiàn)已求得部分打下計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶瞬時(shí)速度大小，并記入表中。根據(jù)題目信息，完成下列各小題。圖8計(jì)數(shù)點(diǎn)01234567位置(cm)00.882.153.745.788.3611.2414.26速度(m/s)0.540.711.151.371.48打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)m/s；(答案保留兩位小數(shù))小偉選取計(jì)數(shù)點(diǎn)0至計(jì)數(shù)點(diǎn)6為研究過(guò)程，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，他的推算過(guò)程如下，而老師在點(diǎn)評(píng)時(shí)卻說(shuō)小偉是錯(cuò)誤的。你認(rèn)為老師點(diǎn)評(píng)小偉錯(cuò)誤的理由是什么？Epmghm9.80.112 41.10mEkmv20m(1.48)21.10m所以重錘的機(jī)械能守恒。解析(1)只有電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器才需要接在學(xué)生電源上，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接接在220 V的交流電源上。(2)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度為v3 m/s0.91 m/s。小偉同學(xué)計(jì)算動(dòng)能變化時(shí)，默認(rèn)初速度等于零；計(jì)算重力勢(shì)能的變化量時(shí)，把重力加速度默認(rèn)為9.8 m/s2。答案(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)0.91(0.900.93都對(duì))因?yàn)橛?jì)數(shù)點(diǎn)0的速度(或動(dòng)能)大小不等于0(或“重力加速度g默認(rèn)為9.8 m/s2進(jìn)行計(jì)算”)(只要分析理由充分即可)1.關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中摩擦是不可避免的，因此紙帶越短越好，因?yàn)榧垘г蕉?，克服摩擦力做的功就越小，誤差就越小B.稱出重錘的質(zhì)量C.紙帶上第1、2兩點(diǎn)間距若不接近2 mm，則無(wú)論怎樣處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)誤差一定較大D.處理打完點(diǎn)的紙帶時(shí)，可以直接利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)跡，而不必采用“計(jì)數(shù)點(diǎn)”的方法解析在打紙帶時(shí)，紙帶太短了，不易打出符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于mghmv2，故稱出重錘的質(zhì)量是多余的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；紙帶上第1、2兩點(diǎn)的間距不接近2 mm，是由于通電后釋放重錘時(shí)操作不同步造成的，不會(huì)影響驗(yàn)證結(jié)果，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；處理紙帶時(shí)，由于自由落體加速度較大，紙帶上點(diǎn)跡距離較大，故可直接用實(shí)際點(diǎn)跡測(cè)量研究。答案D2.用圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，由于電火花計(jì)時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力，這樣實(shí)驗(yàn)造成的結(jié)果是()圖1A.重力勢(shì)能的減少量明顯大于動(dòng)能的增加量B.重力勢(shì)能的減少量明顯小于動(dòng)能的增加量C.重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量D.以上幾種情況都有可能解析由于重物下落時(shí)要克服阻力做功，重物減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重物的動(dòng)能和系統(tǒng)的內(nèi)能，故重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，A正確。答案A3.下列關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差的說(shuō)法正確的是()A.重物質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差B.重物質(zhì)量選用得大些，有利于減小誤差C.重物質(zhì)量選用得較小些，有利于減小誤差D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比電火花計(jì)時(shí)器誤差要小解析重物質(zhì)量不要稱量，故A錯(cuò)誤；但重物質(zhì)量大些，阻力影響相對(duì)較小，減小誤差故B正確，C錯(cuò)誤；電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器誤差小于電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D錯(cuò)誤。答案B4.(多選)如圖2所示是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)得到的一條紙帶，我們選中N點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面舉出一些計(jì)算N點(diǎn)速度的方法，其中正確的是(T是打點(diǎn)時(shí)間間隔)()圖2A.N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vngnTB.N點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)，則vng(n1)TC.vnD.vn答案CD5.(20164月浙江學(xué)考)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，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_(填字母)。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在重錘的正下方地面鋪海綿；調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔連線為豎直；重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)。以上操作可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_(填序號(hào))。解析驗(yàn)證重物自由下落過(guò)程的機(jī)械能守恒，除上述器材還需要重物和刻度尺，需要利用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，選B、D。調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩限位孔連線豎直，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)可減小實(shí)驗(yàn)誤差，故選。答案BD6.在用落體法驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”時(shí)，某小組按照正確的操作選得紙帶如圖3。其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)。用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中。(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，重錘質(zhì)量為m1 kg，計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)圖3(1)圖中的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_段的讀數(shù)，應(yīng)記作_cm；(2)甲同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，他用AC段的平均速度作為B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB，則求得該過(guò)程中重錘的動(dòng)能增加量Ek_J，重力勢(shì)能的減少量Ep_J。這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使Ek_Ep(選填“”“”或“”)；(3)乙同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O記為第1個(gè)點(diǎn)，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)。因此他用vgt計(jì)算與B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB，求得動(dòng)能的增加量Ek_J。這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使Ek_Ep(選填“”、“”或“”)；(4)上述兩種處理方法中，你認(rèn)為合理的是_同學(xué)所采用的方法(選填“甲”或“乙”)。解析(1)毫米刻度尺讀數(shù)要估讀到毫米下一位，OC長(zhǎng)度讀數(shù)到1毫米，不符合讀數(shù)要求。應(yīng)記作15.70 cm。(2)AC段的平均速度即B點(diǎn)瞬時(shí)速度vB1.55 m/s，則系統(tǒng)增加的動(dòng)能Ekmv1.20 J，重力勢(shì)能減少了Epmg1.22 J，由于摩擦力的作用，部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以EkEp。(3)B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)，所以B點(diǎn)的速度vBgtg80.02 s1.57 m/s，動(dòng)能的增加量Ekmv1.23 J，這樣做把加速度按照自由落體計(jì)算，沒(méi)有考慮摩擦力的作用，而實(shí)際上，由于摩擦力的作用，加速度ag，所以vBgt應(yīng)大于實(shí)際對(duì)應(yīng)h的速度大小，所以會(huì)使得EkEp。(4)乙方案中直接把加速度按照重力加速度計(jì)算，不符合事實(shí)，而且誤差大，所以合理的是甲方案。答案(1)OC15.70(2)1.201.22(3)1.23(4)甲7.利用圖4裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。圖4(1)除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有_。(選填器材前的字母)A.大小合適的鐵質(zhì)重錘B.體積較大的木質(zhì)重錘C.刻度尺D.游標(biāo)卡尺E.秒表(2)圖5是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。重錘質(zhì)量用m表示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量|Ep|_，動(dòng)能的增加量Ek_。圖5(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是_。A.釋放重錘前，使紙帶保持豎直B.做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘C.為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，再根據(jù)公式v計(jì)算，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菵.用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣冉馕?1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，需要盡量減小阻力，以使得減少的重力勢(shì)能接近增加的動(dòng)能，所以選擇鐵質(zhì)重錘而不是木質(zhì)， 這樣可以盡量減少阻力影響，即選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在計(jì)算速度時(shí)需要刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡之間的距離以及下落的高度，所以選項(xiàng)C是必須的；而秒表不需要，只要查相鄰點(diǎn)的間隔即可得時(shí)間間隔，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，所以E項(xiàng)錯(cuò)誤；有刻度尺測(cè)量點(diǎn)間距，而不需要游標(biāo)卡尺，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)O點(diǎn)到B點(diǎn)下落的高度為hB，所以減少的重力勢(shì)能為mghB，增加的動(dòng)