Question

【題目】某實驗小組分別設計了如圖甲、乙、丙所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。

（1）經分析比較后，其中最理想的實驗裝置是 （選填“甲”“乙”“丙”）．

（2）下圖是利用最理想的實驗裝置進行實驗得到的一條紙帶，圖中點1是打點計時器打出的第一個點，其他各點是緊接著連續打出的點，如果發現第1、2兩點之間 的距離明顯大于2mm，這是因為實驗操作時 ．

（3）已知重錘的質量為m，相鄰兩計數點的時間間隔為T，僅考慮出現（2）所述情況所帶來的影響時，設從打第1點到打第6點過程中重錘減少的重力勢能為，則下列關系式正確的是 （填選項前的字母）

A． B． C．

（4）若實驗操作正確，某同學根據公式計算出從第1點到第6點重錘動能增加量，由計算出重力勢能的減少量，再根據得出重錘在下落過程中機械能守恒的結論，則該探究過程是 （選填 “合理”或“不合理”）的，理由是 ．

Answer 1

【答案】

【解析】（1）甲 （2）先釋放紙帶后接通電源 （3）C （4）不合理，應根據計算打第6點時的速度，然后計算第6點對應的動能．

試題分析：（1）圖乙中，重錘離打點計時器太遠，只能在紙帶的后半部分打點，紙帶的利用率太低，不利于減小實驗誤差；圖丙中用手進行紙帶的固定一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面不便于將紙帶調整為豎直方向，會導致紙帶與打點計時器限位孔之間產生過大的摩擦，故甲裝置是最理想的．

（2）根據自由落體運動規律可知，若“1”為所打的第一個點，則第1、2兩點之間的距離h=12gt2，大約為2mm，如果發現打下的第1、2兩點之間的距離大約為4mm，這是因為實驗時釋放紙帶前未打開電源，也就是打第一個點時紙帶已經有了速度即操作中先釋放紙帶后接通電源．

（3）由于開始計時時物體已經具有一定的速度，因此從打第1點到打第6點過程中重錘減少的重力勢能小于打“6”點時的動能，故A、B錯誤，C正確．

（4）該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗．因為我們知道自由落體運動只受重力，機械能就守恒．如果把重物看成自由落體運動，再運用自由落體的規律v2=2gh求解速度，那么就不需要驗證了，應該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，求出“6”點速度為，然后計算第6點對應的動能．