Question

用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（1）從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的，其序號(hào)為

 

A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶）；  B．重錘；C．天平；D．毫米刻度尺；   E．秒表； F．運(yùn)動(dòng)小車(chē)
（2）開(kāi)始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，應(yīng)先

 

，然后

 

．
（3）計(jì)算時(shí)對(duì)所選取的紙帶要求是

 

（4）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是

 

，使得重錘獲得的動(dòng)能往往

 

（填“＞”、“＜”或“=”）重錘重力勢(shì)能的減少量．為減小誤差，懸掛在紙帶下的重錘應(yīng)選擇質(zhì)量

 

，體積小的物體．

Answer 1

分析：首先明確實(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量，則可進(jìn)一步知道實(shí)驗(yàn)所需要的器材．
解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)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)，熟練掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用．
為了減小測(cè)量的誤差，紙帶選擇第1、2兩個(gè)點(diǎn)接近2mm的．
要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒．摩擦阻力做功會(huì)使得重物和紙帶的機(jī)械能轉(zhuǎn)化給內(nèi)能．

解答：解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)記錄物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不需要秒表，
由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把重錘質(zhì)量約掉，因此不需要天平，也不需要彈簧秤．
同時(shí)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，所以需要刻度尺．故ABD正確，CEF錯(cuò)誤；
（2）應(yīng)先接通電源，然后釋放重物，否則紙帶開(kāi)始階段是空白，可能所采集的數(shù)據(jù)不夠，而且浪費(fèi)紙帶；
（3）因?yàn)槌跛俣葹榱悖�加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在0.02s內(nèi)的位移為2mm，所以選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶來(lái)處理數(shù)據(jù)．
（4）產(chǎn)生誤差的主要原因是紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)的摩擦阻力，使得重錘獲得的動(dòng)能小于它所減少的重力勢(shì)能．為減小誤差，重錘的質(zhì)量應(yīng)選大一些的．
故答案為：（1）ABD
（2）接通電源、釋放重錘
（3）點(diǎn)跡清晰，第1、2兩點(diǎn)距離接近2mm
（4）空氣阻力和紙帶所受摩擦力，＜，大．

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)的具體操作，不光要靠記憶理解，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，切實(shí)去體會(huì)．
重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．