Question

【題目】利用圖2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．速度變化量和勢能變化量

C．速度變化量和高度變化量

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，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。

已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m。從打Ｏ點到打Ｂ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．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

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O的距離h，計算對應計數點的重物速度v，描繪v2-h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依據是否正確。

Answer 1

【答案】①A②AB③④C⑤該同學的判斷依據不正確。在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據可知，v2-h圖像就是過原點的一條直線。要向通過v2-h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2g。

【解析】①根據機械能守恒定律可得，故需要比較動能變化量與勢能變化量，A正確；②電磁打點計時器使用的是交流電源，故A正確；因為在計算重力勢能的變化量時，需要用到紙帶上兩點之間的距離，所以還需要刻度尺，故B正確；根據可得等式兩邊的質量抵消，故不需要天平，C錯誤；③重力勢能改變量為，由于下落過程中是勻變速直線運動，所以根據中間時刻重物速度的規律可得B點的速度為，所以。④實驗過程中存在空氣阻力，紙帶運動過程中存在摩擦力，C正確。⑤該同學的判斷依據不正確。在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據 可知，v2-h圖像就是過原點的一條直線。要向通過v2-h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2g。