Question

【題目】利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

(1)除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小鐵錘、鐵架臺、導線及開關外，在下面的器材中，必須使用的還有________。（選填器材前的字母）

A．天平 B．刻度尺 C．游標卡尺 D．直流電源 E．交流電源 F．秒表

(2)圖2是實驗中得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC．重錘質量用m表示，已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的頻率為f。從打下O點到打下B點的過程中，重錘重力勢能的減少量∣ΔEp∣=________，動能的增加量ΔEk=________。

(3)在實驗過程中，數據處理正確的是________

A．做實驗時，先接通打點計時器的電源，再釋放重錘

B．為測量打點計時器打下某點時重錘的速度v，可測量該點到O點的距離h，再根據公式計算，其中g應取當地的重力加速度

C．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v

D．用刻度尺測量某點到O點的距離h，利用公式mgh計算重力勢能的減少量，其中g應取當地的重力加速度

(4)某同學操作時在重錘下落后接通電源，打點計時器開始工作；該同學把第一個打點記為O，測量其它計數點到起始點O的距離h，并計算出打相應計數點時重錘的速度v，描繪v2-h圖像。若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，v2-h圖像是圖3中的哪一個________

Answer 1

【答案】BE mghB ACD A

【解析】

(1)[1]A．實驗過程中質量相互抵消，不需要天平測量質量，A不需要；

BC．在該實驗中需要測量點跡間的距離，需要刻度尺，測量結果不需要太精密，且距離要大于游標卡尺測量范圍，所以不需要游標卡尺，B需要C不需要；

DE．打點計時器使用的是交流電源，故D不需要E需要；

F．打點計時器是計時儀器，不需要秒表，F不需要。

故需要BE。

(2)[2]從打下O點到打下B點的過程中，重錘下落高度，故重力勢能減少量為

即機械能減少量為。

[3]下落過程近似為勻加速直線運動，所以B點的瞬時速度等于AC過程中的平均速度，故有

所以動能增加量為

即動能的增加量為。

(3)[4]A．做實驗時，先接通打點計時器的電源，再釋放重錘；打點計時器先啟動，可以保證紙帶上的速度從零開始，那么，紙帶上的點較多，可選用的點也較多，那么，多組數據處理可減少實驗誤差，A正確；

BC．由于摩擦、空氣阻力等因素，通常；而且我們實驗目的就是要驗證，故不能用該公式計算，通常利用勻變速運動時間中點的瞬時速度等于平均速度來求得某一位置的速度，B錯誤C正確；

D．某點到O點的距離h即為重錘下落的高度，故有mgh求得重力勢能的減少量，故D正確；

故選ACD。

(4)[5]設阻力為f，那么，由動能定理可得

變形可得

即圖像是一條過原點的傾斜直線，A正確BCD錯誤。

故選A。