Question

20．在利用自由落體運動驗證機械能守恒定律的實驗中，電源的頻率為50Hz，依次打出的點為0，l，2，3，4，…n．則：

（1）如用第2點到第6點之間的紙帶來驗證，必須直接測量的物理量為①第2點到第6點之間的距離h₂₆、②第1點到第3點之間的距離h₁₃、③第5點到第7點之間的距離h₅₇，必須計算出的物理量為④第2點的瞬時速度v₂、⑤第6點的瞬時速度v₆，驗證的表達式為⑥gh₂₆=$\frac{1}{2}$v₆²-$\frac{1}{2}$v₂²．
（2）下列實驗步驟操作合理的順序排列是ADBCEF （填寫步驟前面的字母）．
A．將打點計時器豎直安裝在鐵架臺上
B．接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落
C．取下紙帶，更換新紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊�面）重新做實驗
D．將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，用手提著紙帶
E．選擇一條紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度h₁，h₂，h₃…，h_n，計算出對應的瞬時速度v_l，v₂，v₃，…v_n
F．分別算出$\frac{1}{2}$mv${\;}_{n}^{2}$和mgh．，在實驗誤差范圍內(nèi)看是否相等．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定直接測量的物理量，以及計算的物理量．
實驗步驟操作的順序：安裝在鐵架臺，安裝打點計時器，將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，打點，重復，選紙帶，數(shù)據(jù)處理．

解答 解：（1）驗證從2到6點的機械能守恒，首先要測量這兩點之間的距離，用來計算mgh；還要用平均速度法求出兩點的速度，故還要測量該點兩側(cè)的一段距離，如點1至點3的距離h₁₃，以及5至7點之間的距離h₅₇．所以必須直接測量的物理量為第2點到第6點之間的距離h₂₆，第1點到第3點之間的距離h₁₃，第5點到第7點之間的距離h₅₇，
必須計算出的物理量為第2點的瞬時速度v₂，第6點的瞬時速度v₆．
驗證的表達式為：gh₂₆=$\frac{1}{2}$v₆²-$\frac{1}{2}$v₂²．
（2）按照實驗操作的步驟順序：安裝在鐵架臺，安裝打點計時器（A），將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器（D），打點（B） 重復（C）選紙帶（E），數(shù)據(jù)處理（F）．
故答案為：（1）第2點到第6點之間的距離h₂₆，第1點到第3點之間的距離h₁₃，第5點到第7點之間的距離h₅₇，第2點的瞬時速度v₂，第6點的瞬時速度v₆ ，gh₂₆=$\frac{1}{2}$v₆²-$\frac{1}{2}$v₂²．
（2）ADBCEF．

點評 該題考查到驗證機械能守恒的實驗原理、實驗步驟，掌握其原理是解決本題的關(guān)鍵，即驗證重力勢能的減小量與動能的增加量是否相等．