Question

【題目】利用如圖裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

(1)為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的____________。

A.動能變化量與勢能變化量 B.速度變化量與勢能變化量 C.速度變化量與高度變化量

(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是___________。

A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼)

(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點、、，測得它們到起始點的距離分別為、、。已知當地重力加速度為，打點計時器打點的周期為。設重物的質量為。從打點到打點的過程中，重物的重力勢能變化量_________，動能變化量_________。

(4)大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是_______。

A.利用公式計算重物速度 B.利用公式計算重物速度

C.空氣阻力和摩擦力的影響 D.沒有采用多次實驗取平均值的方法

(5)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點的距離，計算對應計數點的重物速度，描繪圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒，請你分析論證該同學的判斷是否正確_____。

Answer 1

【答案】A AB C 不正確

【解析】

(1)[1]．為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量和重力勢能的變化量，故A正確，BCD錯誤.

(2)[2]．打點計時器需接交流電源；驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩邊都有質量，可以約去，不需要用天平測量質量，實驗時需要用刻度尺測量點跡間的距離，從而得出下落的高度，以及計算出瞬時速度，故AB正確，C錯誤.

(3)[3][4]．從打點到打點的過程中，重物的重力勢能減小量

點的瞬時速度

則動能的增加量

(4)[5]．實驗中重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是存在空氣阻力和摩擦力的影響，故C正確，ABD錯誤.

(5)[6]．該同學的判斷依據不正確；在重物下落的過程中，若阻力恒定，根據

可得

則此時圖像就是過原點的一條直線，所以要想通過圖像的方法驗證機械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近。