Question

【題目】利用如圖所示圖裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

（1）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）

（2）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。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＝___________。（用已知或測量的物理量表示）

（3）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

（4）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______（選“正確”或“不正確”填入）。

Answer 1

【答案】AB mghB C 不正確（還需要近一步判斷圖像的斜率是否接近2g）

【解析】

第一空. 打點計時器需要交流電源；處理紙帶求速度和重力勢能減小量需要刻度尺測量長度；本實驗可以不測量物體的質量，AB正確C錯誤。

第二空. 從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量等于重力做的功 。

第三空. 根據運動學規律可知，打B點的速度 ，所以動能增加量 。

第四空. 實驗中由于存在空氣阻力和摩擦阻力做負功，所以重力勢能的減少量大于動能的增加量，C正確ABD錯誤。

第五空. 若機械能守恒，有 ，則 ，可知v2-h圖線為過原點的一條傾斜直線，只有斜率為2g才能說明機械能守恒，故不正確。