Question

【題目】如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律

（1）對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是_____

A．重物選用質量和密度較大的金屬錘

B．兩限位孔在同一豎直面內上下對正

C．精確測量出重物的質量

D．用手托穩重物，釋放重物后，再接通電源

（2）某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有_____。

A．OA、AD和EG的長度 B．OC、BC和CD的長度

C．BD、CF和EG的長度 D．AC、BD和EC的長度

（3）實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關于這個誤差下列說法正確的是_____

A．該誤差屬于偶然誤差

B．該誤差屬于系統誤差

C．可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D．可以通過消除空氣阻力和摩擦阻力的影響來消除該誤差

（4）某同學在紙帶上選取計數點后，測量它們到起始點O的距離h，并計算出打相應計數點時重錘的速度v，通過描繪v2﹣h圖象去研究機械能是否守恒，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，合理的v2﹣h圖象是圖中的哪一個_____。

Answer 1

【答案】AB B B B

【解析】

第一空.A、重物選用質量和密度較大的金屬錘，這樣能減少空氣阻力的影響，從而減小實驗誤差，A正確；

B、為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦，圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，兩限位孔在同一豎直面內上下對正，從而減小實驗誤差，B正確；

C、因為在實驗中比較的是的大小關系，故m可約去，不需要測量重錘的質量，C錯誤；

D、因為紙帶運動過程很短暫，釋放重物前，應先接通電源，否則打出的點跡過少，影響實驗數據的采集，D錯誤。

第二空.要能驗證機械能守恒定律，需求解出一個計時點的速度，和從O點到該點的距離，而在計算計時點的速度時，是利用勻變速直線運動過程中某一段的中間時刻的速度等于該段的平均速度來求解的。

A、當知道OA、AD和EG的長度時，無法算出任何一點的速度，A錯誤；

B、當知道OC、BC和CD的長度時，能求出C點的速度，從求出O到C點的動能變化量，知道OC的長度，可以求出O到C重力勢能的變化量，可以驗證機械能守恒，B正確；

C、當知道BD、CF和EG的長度，無法算出任何一點的速度，故C錯誤；

D、當知道AC、BD和EC的長度，無法算出任何一點的速度，故D錯誤；

第三空.實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，這個誤差是系統誤差，無法消除，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差，ACD錯誤，B正確。

第四空.若實驗中重錘所受阻力不可忽略，根據動能定理得，解得，即當時，根據數學知識知B圖正確。