Question

如圖甲所示是用重錘做自由落體運動來驗證“機械能守恒定律”的實驗裝置．

（1）為了減小實驗誤差，下列措施可行的是

BC

（填寫代號）
A．重錘選用體積較大且質量較小的
B．重錘選用體積較小且質量較大的
C．打點計時器應固定在豎直平面內
D．應先放手讓重錘拖著紙袋運動，再通電讓打點計時器工作
（2）某同學選取了一條紙帶進行測量研究．他舍去了這條紙袋上前面比較密集的點，對后面間距較大的且相鄰的六個點進行了如圖乙所示的測量．已知當地的重力加速度為g，使用的交變電源周期為T，則要驗證機械能守恒的表達式為

gx2=

1

2

[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]

．

Answer 1

分析：在實驗中，為了減小實驗的誤差，重錘選擇質量大、體積小的，應先接通電源，再釋放紙帶．
本實驗需要驗證的是重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，根據下落的高度求出重力勢能的減小量，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出瞬時速度的大小，從而求出動能的增加量．

解答：解：（1）A、實驗中為了減小阻力的影響，重錘選用體積較小，質量較大的重錘．故A錯誤，B正確．
C、打點計時器應固定在豎直平面內．故C正確．
D、應先接通電源后釋放紙帶．故D錯誤．
故選BC．
（2）2點的瞬間速度v2=

x1

2T

，5點的瞬時速度v5=

x3

2T

，則動能的增加量為△Ek=

1

2

mv52-

1

2

mv2 =

1

2

m[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]．重力勢能的減小量為△E_p=mgx₂．
則要驗證機械能守恒的表達式為gx2=

1

2

[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]．
故答案為：（1）BC （2）gx2=

1

2

[(

x3

2T

)2-(

x1

2T

)2]．

點評：解答實驗問題的關鍵是明確實驗原理，熟練應用物理基本規律，因此這點在平時訓練中要重點加強．