Question

某同學用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的頻率為50Hz交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。

①他進行了下面幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質量；

D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；

E．測量紙帶上某些點間的距離；

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。

其中沒有必要進行的步驟是_________，操作不當的步驟是_________。

②他進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析。如圖所示．其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數點。根據以上數據，當打點到B點時重錘的速度_________m/s，計算出該對應的=_______ m²/s²，gh=_______ m²/s²，可認為在誤差范圍內存在關系式______________，即可驗證機械能守恒定律。（g=9.8 m/s²）

③他繼續根據紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，并以為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，應是圖中的_______。

④他進一步分析，發現本實驗存在較大誤差。為此設計出用如圖所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄擋光時間t，用毫米刻度尺測出AB之間的距離h，用游標卡尺測得小鐵球的直徑d。重力加速度為g。實驗前應調整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=　　　　　 。如果d、t、h、g存在關系式　　　　 ，也可驗證機械能守恒定律。

⑤比較兩個方案，改進后的方案相比原方案的最主要的優點是： 　　　　

　　　　 　　　　　　　　　　。　　

Answer 1

 ①C 、B   （2分）  

②1.84、1.69、1.74、  （4分）

     ③C（2分）  

④，  （4分） 

⑤ 沒有紙帶與打點計時器間的摩擦影響，提高了測量的精確程度，實驗誤差減小了。（2分）

（2）①重錘質量沒有必要測出，因為計算過程中重錘質量已經約掉了。打點計時器應該接交流電源才能工作。③圖線的斜率等于重力加速度，選C。其他同答案所述。