Question

【題目】（1）在利用重物自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗中

（1）備有如下器材：

A．打點計時器；

B．直流電源；

C．交流電源；

D．紙帶；

E．帶夾子的重物；

F．秒表；

G．刻度尺；

H．天平；

I．鐵架臺；．

其中該實驗不需要的器材是 （填字母代號）

（2）某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律．已知當地的重力加速度＝9．80m/s2．實驗小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中點為打點計時器打下的第一個點，、、為三個計數點，在計數點和、和之間還各有一個點，測得=12．01cm，=19．15cm，=27．86cm．打點計時器通以50Hz的交流電．根據以上數據算出：當打點計時器打到點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了 J；此時重錘的動能比開始下落時增加了 J，根據計算結果可以知道該實驗小組在做實驗時出現的問題是 ．（重錘質量已知）

Answer 1

【答案】（1）B、H、F （2）1．88m, 1．96m該實驗小組做實驗時可能先釋放了紙帶，然后再合上打點計時器的電鍵 或者 釋放紙帶時手抖動了 （其他答案只要合理均給滿分）

【解析】試題分析：（1）根據重物下落過程中機械能守恒的表達式:可知質量m可以約掉，因此本實驗中不需要H，打點計時器都是使用的交流電，B不需要，打點計時器本身是一個計時的工具，所以不需要秒表，故F不需要．該實驗不需要的器材是B、H、F。

（2）當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了△Ep=mgh2=m×9．80×0．1915J=1．88mJ．

計數點之間的時間間隔為：T=0．04s；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B點的瞬時速度為：

因此重錘動能的增加量為：

由數據可得：動能的增加量大于重力勢能的減小量原因可能是做實驗時先釋放了紙帶然后再合上打點計時器的電鍵（或“接通打點計時器是重錘已經具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時手抖動了”等等）．