Question

在利用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）下列器材中（如圖1）不必要的一項(xiàng)是

C

（只需填字母代號）．
A．重物    B．紙帶   C．天平    D．低壓交流電源    E．毫米刻度尺
（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，說法不正確的一項(xiàng)是

A

A．選擇質(zhì)量較小的重物，有利于減小誤差
B．選擇點(diǎn)擊清晰且第1、2兩點(diǎn)間距約為2mm的紙帶，有利于減小誤差
C．先松開紙帶后接通電源會造成較大的誤差
D．實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是重物在下落過程中不可避免地受到阻力的作用
（3）在實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的物體自由下落，得到如圖2所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.04s．那么從打點(diǎn)計(jì)時器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，物體重力勢能的減少量E_p=

2.25

J，此過程中物體動能的增加量E_k=

2.21

J．（取g=9.8m/s²，保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，了解具體操作細(xì)節(jié)，正確應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律以及推論即可正確解答該題．
利用在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進(jìn)一步求得動能和勢能的變化情況．

解答：解：（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢能與增加的動能之間的關(guān)系，即比較mgh與

1

2

mv²的關(guān)系，在比較是物體質(zhì)量可以約掉，因此不需要天平．故C正確；
（2）A、質(zhì)量較小時，阻力相對就較大，導(dǎo)致增加的動能更小于減小重力勢能，故A錯誤；
B、選擇點(diǎn)擊清晰且第1、2兩點(diǎn)間距約為2mm的紙帶，這樣才能確保初速度為零，故B正確；
C、先松開紙帶后接通電源，這樣初速度不為零，但處理時，卻當(dāng)作初速度為零的，所以會造成較大的誤差，故C正確；
D、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是重物在下落過程中不可避免地受到阻力的作用，故D正確；
本題宣布正確的，所以選：A
（3）物體重力勢能的減小量等于其重力所做功，故有：△E_P=mgh_OB=2.25J
在勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，故有：
v_B=

hAC

2T

=

0.323-0.155

2×0.04

m/s=2.1m/s
所以物體動能的增量為：△E_kB=

1

2

mv_B²=2.21J
故答案為：（1）C，（2）A，（3）2.25，2.21．

點(diǎn)評：正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果，同時要加強(qiáng)物理基本規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．