解题思路:(1)根据实验的原理确定实验所需测量的物理量,从而确定不必要的步骤,根据按照器材、进行实验、数据处理的顺序排列操作步骤.
(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出重物的动能.
(3)根据机械能守恒得出
v
2
2
−h
的表达式,从而确定正确的图线.
(1)验证机械能守恒,即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,表达式的两端都有质量,可以约去,所以不必要测量重物和夹子的质量.打点计时器可以测量时间,所以不需用秒表测量重物的运动时间.故不必要的步骤为:AG.
实验时,先安装器材,步骤顺序为:EDC,然后进行实验,步骤顺序为:HI,最后是数据处理,顺序为BF.所以操作步骤为:EDCHIBF.
(2)B点的速度等于AC段的平均速度,则vB=
xAC
2T=
(31.4−7.8)×10−3
0.04=0.59m/s.则重物的动能Ek=
1
2mvB2=
1
2×1×0.592≈0.17J.
(3)根据机械能守恒得,mgh=
1
2mv2,则
v2
2=gh,即图线为过原点的倾斜直线.故A正确.
故答案为:(1)A、GEDCHIBF
(2)0.59 m/s 0.17 J(3)A
点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.
考点点评: 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,利用图象进行数据处理时注意从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.