Question

如圖甲所示是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平．回答下列問題：
（1）為完成此實驗，除以上的器材，還需要的器材有______
A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的直流電源
D．0～12V的交流電源
（2）在實驗中打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當地重力加速度g=9.8m/s²，實驗選用的重物質量m=1kg，紙帶上打點計時器打下的連續計時點A、B、C到打下第一點O的距離如圖乙所示，則從打下O點至B點的過程中，重物重力勢能的減少量△E_p=______J，動能的增加量△E_k=______J．（計算結果均保留3位有效數字）
（3）通過計算發現，△E_p______△E_k（選填“小于”、“大于”或“等于”），這是因為______．

Answer 1

（1）通過打點計時器計算時間，故不需要秒表，打點計時器應該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離，故BC錯誤，AD正確．
故選：AD．
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J．
利用勻變速直線運動的推論得：
v_B=

xAC

tAC

=

0.3066-0.2172

2×0.02

m/s=2.235m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×2.2352J=2.50J
（3）通過計算可知動能的增加量小于重力勢能的減小量，其原因是物體在下落過程中克服摩擦阻力做功，導致重力勢能沒有完全轉化為動能．
故答案為：（1）AD；（2）2.55；2.50；（3）大于；重物下落過程中受到摩擦阻力作用．