Question

（1）如圖為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置，下列哪些說法是正確的

A、C、E

A．實驗時應選用密度大體積小，并且下端有橡膠墊的重錘
B．實驗時，當松開紙帶讓重錘下落同時，立即接通電源
C．要選用第1、2點間距離接近2mm的紙帶
D．實驗結果總是動能的增量略大于重力勢能的減小量
E．紙帶的上端用夾子夾住比用手拉住要好
（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學選擇了一條合理的紙帶，用刻度尺測量時各計數點對應刻度尺上的讀數如圖所示，數值的單位是mm；圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數點．設重物的質量為1kg，（當地重力加速度g=9.8m/s²．）

（1）重物從開始下落到計時器打B點時，減少的重力勢能E_PB=

1.91

J．
（2）重物下落到計時器打B點時增加的動能E_KB=

1.88

J（保留三位有效數字）
（3）根據紙帶提供的數據，在誤差允許的范圍內，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，得到的結論是

在實驗誤差范圍內機械能守恒（在實驗誤差范內減小的重力勢能等于增加的動能）

．

Answer 1

分析：1、解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項，清楚該實驗的誤差來源
2、該實驗為驗證性實驗，是在知道原理的情況下進行驗證，因此求出物體下落時重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可驗證，但是由于存在誤差，物體下落時克服阻力做功，因此重力勢能的減小量略大于動能的增加量．

解答：解：（1）A．實驗時應選用密度大體積小，并且下端有橡膠墊的重錘，可以減小空氣阻力的影響，故A正確
B．實驗時，應該先接通電源，再松開紙帶讓重錘下落，故B錯誤
C．根據h=

1

2

gt²=

1

2

×10×（0.02）²=2mm，要選用第1、2點間距離接近2mm的紙帶，故C正確
D．由于阻力的影響，產生內能，根據能量守恒定律知，實驗結果總是動能的增量略小于重力勢能的減小量，故D錯誤
E．用夾子夾住紙帶上端避免手提紙帶因抖動而造成摩擦的增大，故E正確
故選：ACE．
（2）①減小的重力勢能等于重力所做功大小，因此有：△E_p=mgh=1.91J
②打點周期T₀=0.02s，根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：
v_B=

XAC

tAC

=

0.2805-0.125

4×0.02

=1.944m/s
重錘下落到B點時增加的動能為△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×（1.944）²=1.88J
③根據紙帶提供的數據，在誤差允許的范圍內，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，得到的結論是在實驗誤差范圍內機械能守恒（在實驗誤差范內減小的重力勢能等于增加的動能）．
故答案為：（1）ACE
（2）①1.91
②1.88
③在實驗誤差范圍內機械能守恒（在實驗誤差范內減小的重力勢能等于增加的動能）

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、所測數據、誤差分析等，會起到事半功倍的效果．
通過該題理解驗證性實驗的特點，把握實驗原理，提升實驗能力，該題是考查基礎實驗知識的好題．