Question

（1）在“研究共點力的合成”實驗中，可減小實驗誤差的措施有

 

A．兩個分力F₁、F₂間夾角要盡量大些
B．兩個分力F₁、F₂的大小要盡量大些
C．拉橡皮筋時，橡皮筋、細繩和彈簧秤應貼近圖板，并且平行于圖板
D．實驗前，先把所用的兩個彈簧秤的鉤子相互鉤住，平放在桌子上，向相反方向拉動，檢查讀數是否相同
（2）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，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
①一同學按如下步驟進行實驗：
A．用天平測量出重錘的質量；
B．按圖示的裝置安裝器件；
C．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
D．先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．換用紙帶，重復步驟D；
F．選取合適的紙帶；
G．測量所選紙帶上某些點之間的距離；
H．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．
指出其中沒有必要進行的步驟是

 

；操作不恰當的步驟是

 

．
②利用這個裝置也可以測量重錘的加速度數值．這位同學打出的紙帶如圖所示，A點為打下的第一個點，0、1、2、3、4、5、6為連續的計數點，現測得s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，請你根據這條紙帶推算此落體過程的加速度a為

 

m/s²．（保留三位有效數字）
③某同學根據第②問求得的加速度數值計算重力勢能的變化量△E_P，驗證機械能守恒定律定律．試分析其合理性．

 

．

Answer 1

分析：（1）實驗要操作方便、數據準確，盡量減小讀數的絕對誤差和相對誤差，通過減小誤差的角度，確定操作的措施．
（2）在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量可測可不測．打點計時器應接交流電源．
根據連續相等時間內的位移之差是一恒量△x=aT²，運用逐差法求出加速度的大小．因為阻力作用，求出的加速度與當地的重力加速度不等，不能用該加速度求解重力勢能的變化量．

解答：解：（1）A、兩個分力F₁、F₂間夾角應適當大些．故A錯誤．
B、為了減小誤差，拉力的大小盡量大些．故B正確．
C、拉橡皮筋時，橡皮筋、細繩和彈簧秤應貼近圖板，并且平行于圖板．故C正確．
D、實驗前，先把所用的兩個彈簧秤的鉤子相互鉤住，平放在桌子上，向相反方向拉動，檢查讀數是否相同．故D正確．
（2）①在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要驗證動能的增加量和重力勢能減小量是否相等，質量可測可不測，所以沒必要用天平測量出重錘的質量．打點計時器應接交流電源，不能接直流電源．故不必要的步驟是A，操作不恰當的步驟是C．
②根據逐差法得，a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，代入數據解得a=9.58m/s²．
③不合理．由于阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當地的重力加速度，不能用它來計算重力勢能的改變量．
故答案為：（1）BCD
（2）（1）A，C　　　　　（2）9.58
（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當地的重力加速度，不能用它來計算重力勢能的改變量．

點評：解決本題的關鍵掌握實驗的原理，通過原理進行分析誤差．