Question

【題目】在做“驗證機械能守恒定律”實驗時，

（1）下列說法正確的是______

A．由于要計算重力勢能和動能，因此必須要測出重物質量

B．安裝器材時必須保證計時器豎直，以便減少限位孔與紙帶的摩擦

C．必須選第一個點作為初始位置

D．由于確實存在阻力作用，在不考慮其它因素影響的情況下，重錘下落過程中增加的動能要大于減少的重力勢能

（2）實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某同學對實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案，這些方案中合理的是______

A．用刻度尺測出物體下落高度h，由打點間隔數算出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v

B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=計算出瞬時速度v

C．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，并通過h=算得出高度h

D．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

（3）在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點。如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續點（其他點未畫出）。已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當地的重力加速度g=9.8m/s2．那么：

①紙帶的______端（選填“O”或“C”）與重物相連；

②根據圖上所得的數據，應取圖中O點和______點來驗證機械能守恒定律；

③從O點到所取點，重物重力勢能減少量△EP=______J，該所取點的動能為______J．（結果取3位有效數字）

Answer 1

【答案】B D O B 1.88 1.84

【解析】

（1）機械能守恒表達式兩邊的質量可以約去，則不需要測量重物的質量。故A錯誤；由于紙帶和打點計時器之間存在摩擦力，因此為了減少摩擦力所做的功，應將限位孔豎直，B故正確；因為初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動，在0.02s內的位移為2mm，所以選用點跡清晰，且第一、二兩點間的距離接近2mm的紙帶來處理數據，故C錯誤；由于阻力存在，重錘下落過程中增加的動能要小于減少的重力勢能，故D錯誤；故選B；
（2）②本實驗就是要驗證表達式gh=v2，所以用這一表達式算速度、算高度都是錯誤的，都相當于用機械能守恒驗證機械能守恒，故ABC錯誤，D正確。
（3）①由紙帶上點，可知，紙帶向左運動，因此紙帶左端與重物相連；
②根據紙帶上數據方便求解B點速度，故取O點和B點來驗證機械能守恒定律；
③從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量△Ep=mgh=1×9.8×0.192J=1.88J，
利用勻變速直線運動的推論，重錘的動能.