Question

某學習小組在用落體法驗證機械能守恒定律的實驗時，發現物體動能的增加量總小于物體重力勢能的減少量．
（1）若實驗操作、數據處理均正確無誤，則產生這種誤差的原因主要是

 

．
（2）為了減小這種誤差，應當選擇

 

的重錘．
A．質量較大，體積較小B．質量較大，體積較大
C．質量較小，體積較小D．質量較小，體積較大
（3）某位同學做“驗證機械能守恒定律”的實驗，下列操作步驟中錯誤的是

 

．
A．把打點計時器固定在鐵架臺上，用導線連接到低壓交流電源
B．交連有重錘的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度
C．先釋放紙帶，再接通電源
D．更換紙帶，重復實驗，概括記錄處理數據．

Answer 1

分析：重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉化給了動能還有一部分轉化給摩擦產生的內能．
實驗供選擇的重物應該相對質量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，
解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項，熟練掌握打點計時器的應用．

解答：解：（1）產生誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力，使得重錘獲得的動能小于它所減少的重力勢能．為減小誤差，重錘的質量應選大一些的．
（2）重物的質量過大，重物和紙帶受到的阻力相對較小，所以有利于減小誤差；重物的體積過小，有利于較小阻力，所以有利于減小誤差，故A正確，BCD錯誤．
因此為了減小阻力對本實驗的影響，重物一般選擇密度大、體積小的金屬球．
故選：A；
（3）：A、打點計時器使用低壓交流電源，所以實驗時把打點計時器固定在鐵架臺上，用導線連接低壓交流電源，故A正確；
B、固定好打點計時器，將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，將紙帶和重錘提升到一定高度，盡量靠近打點計時器，故B正確；
C、應先接通電源，然后釋放重物，否則紙帶開始階段是空白，可能所采集的數據不夠，而且浪費紙帶，故C錯誤；
D、重復幾次，取得幾條打點紙帶，挑選一條清楚的紙帶進行數據處理，故D正確；
本題選錯誤的，故選：C
故答案為：（1）重錘下落時克服阻力做功；
（2）A；
（3）C．

點評：對于實驗中發現重物增加的動能略小于減少的重力勢能，我們應該從功能角度研究．對于實驗的具體操作，不光要靠記憶理解，要親自動手實驗，切實去體會．