Question

“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖所示的(甲)或(乙)方案來進行。

（1）比較這兩種方案，­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____    ­­­­­­­­(填“甲”或“乙”)方案好些，主要理由是       。

（2）某小組的同學選用圖甲的方案實驗，進行了如下操作,其中錯誤的是    。

A．將打點計時器豎直固定在鐵架臺上。

B．將長約0.5m的紙帶用小夾子固定在重物上后穿過打點計時器，用手提著紙帶，使重物靜止在靠近打點計時器的地方。

C．先松開紙帶，再接通電源，讓重物自由下落，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。

D．換幾條紙帶，重復上面實驗。

E．在打出的紙帶中挑選第一、第二兩點間距接近2mm，且點跡清楚的紙帶進行測量，先記下O點（第一個點）的位置，再從后面較清晰的任意點開始依次再取四個計數點A、B、C、D，求出相應位置對應的速度及其下落的高度。

F．將測量數據及計算結果填入自己設計的表格中。

G．根據以上測得數據計算重力勢能的減少量和對應的動能的增加量，驗證機械能守恒定律。

（3）選出一條紙帶如圖所示，其中O點為起點，A、B、C為三個計數點，打點計時器打點周期為0.02s，用最小刻度為mm的刻度尺，測得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm。這三個數字中不符合有效數字要求的是         ，重錘的質量為m=0.2kg，根據以上數據，求當打點針打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了            J；這時它的動能增加量是         J。（g取10m/s²，結果保留三位有效數字）

（4）實驗中往往出現重錘動能的增加量小于重力勢能的減少量的情況，其主要原因是              。

 

Answer 1

【答案】

（1）甲；甲方案比乙方案阻力影響小 （2）C（3）25.9cm或OC  0.354  0.335~0.350之間

（4）　重錘在下落的過程中克服阻力做功導致機械能減小

【解析】

試題分析：（1）機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使摩擦力越小越好．故甲方案好一些，因為這個方案摩擦阻力較小，誤差小，操作方便，實驗器材少．

（2）應該先接通電源后釋放紙帶，這樣可以得到更多的數據

（3）根據刻度尺的讀數要求可知，應估讀到0.1mm即0.01cm，所以不符合要求的是25.9cm，應寫成25.90cm．

到B點減小的重力勢能為

打B點是的速度，所以動能

（4）重錘在下落的過程中克服阻力做功導致機械能減小 可見在忽略誤差的情況下，重錘的機械能守恒．

考點：驗證機械能守恒定律．

點評：明確每個實驗的實驗原理，是求解有關實驗問題的關鍵．