（2014•厦门一模）关于验证机械能守恒定律的实验．请回答下列问题：

①某同学安装实验装置并进行实验，释放纸带前瞬间，其中最合理的操作是如图中的______（填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）
②利用打点计时器打出纸带，请将下列步骤按合理顺序排列______（填选项前字母）
A．释放纸带B接通电源C取下纸带D切断电源
③在打出的纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，如图所示．测出起始点O到A点的距离为s_o，A、B两点间的距离为s₁，B、C两点间的距离为s₂，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式

8g(s0+s1)T2＝(s1+s2)2

，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的（已知当地重力加速度为g，使用交流电的周期为T）．
④下列叙述的实验处理方法和实验结果，正确的是______
A．该实验中不用天平测重锤的质量，则无法验证机械能守恒定律
B．该实验选取的纸带，测量发现所打的第一和第二点间的距离为1.7mm，表明打点计时器打第一点时重锤的速度不为零
C．为了计算方便，本实验中选取一条理想纸带，然后通过对纸带的测量、分析，求出当地的重力加速度的值，再代入表达式：mgh=[1/2]mv²进行验证
D．本实验中，实验操作非常规范．数据处理足够精确，实验结果一定是mgh略大于[1/2]mv²，不可能出现[1/2]mv²略大于mgh的情况．

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水中仙16 幼苗

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解题思路：（1）该实验中为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重物靠近打点计时器．
（2）根据实验原理和要求：实验中先接通电源，再释放纸带，然后切断电源，最后取下纸带．
（3）抓住OB间重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，验证机械能守恒定律．
（4）本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程：mgh=

mv2，应选用选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带，这种情况下重物所受的阻力较小．重力加速度与本实验无关，是预知的物理量．由于本实验存在阻力，重物下落过程中要克服阻力作用，所以减小的重力势能没有完全转化为动能．

（1）为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重物靠近打点计时器．故最合理的操作是图丁．
（2）根据实验原理和要求：实验中先接通电源，再释放纸带，然后切断电源，最后取下纸带，所以实验的步骤顺序为BADC．
（3）在0B过程中，重力势能的减小量△E_p=mg（s₀+s₁），B点的速度vB＝
s1+s2
2T，则动能的增加量△Ek＝
1
2mv2＝
1
8m
(s1+s2)2
T2，若△E_k=△E_p，即8g(s0+s1)T2＝(s1+s2)2．机械能守恒．
（4）A、因为我们是比较mgh、[1/2mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故A错误．
B、由h=
1
2gt2＝
1
2×10×0.022m＝2mm知，当1、2两点接近于2mm时，表明打点计时器打第一点时重锤的速度为零．故B错误．
C、在本实验中，直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度．重力加速度与本实验无关，是已知的物理量．通过动能的增加量和重力势能的减小量是否相等验证机械能守恒定律．故C错误．
D、由于本实验存在阻力，重物下落过程中要克服阻力作用，所以减小的重力势能没有完全转化为动能，故实验结果一定是mgh略大于
1
2]mv²，不可能出现[1/2]mv²略大于mgh的情况．故D正确．
故选：D．
故答案为：（1）丁，（2）BADC，（3）8g(s0+s1)T2＝(s1+s2)2．（4）D

点评：
本题考点：验证机械能守恒定律．

考点点评：对于实验的具体操作，不光要靠记忆理解，要亲自动手实验，切实去体会．正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果．

1年前

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