Question

【題目】某同學用重鍾做“驗證機械能守恒定律”的實驗。讓重錘從高處由靜止開始下落，打點計時器就在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律。

⑴下面是本實驗的幾個操作步驟，請在橫線上填寫合適的文字。

A．右圖中圖___________ (選填“甲”或“乙”)所示安裝方案更好一些，按此示意圖組裝實驗器材；

B．將打點計時器接到___________ (選填“直流”或“交流”)電源上；

C．用天平測出重錘的質量m=1.00kg；

D．釋放紙帶，然后接通電源開關打出一條紙帶；

E．重復步驟D多次，得到多條紙帶。

　在以上實驗步驟中，操作不當的是___________（選填步驟前的字母）。

F．從打出的紙帶中選擇一條點跡清晰的紙帶如圖丙所示．把第一個點記作0，在便于測量的地方另選連續的4個點A、B、C、D，測量出A、B、C、D各點到0點的距離分別為62.99cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。

G．已知當地重力加速度為9.80m/s2，打點計時器的打點周期為0.02s，從打O點到打C點的過程中，重錘減少的重力勢能=___________ J，增加的動能＝___________ J。（結果均保留三位有效數字）H．本次實驗中可以得到的結論是：在實驗誤差允許的范圍內，___________ 。

I．該同學重復分析多條紙帶，發現重錘減少的重力勢能總是比它增加的動能略大一些，你認為造成此結果的原因是 ___________ 。

Answer 1

【答案】 乙 交流 D 7.62J 7.56 J（7.55-7.57） 重錘的機械能守恒 原因為重錘還需要克服阻力做功

【解析】（1）A、在用自由落體“驗證機械能守恒定律”時，我們是利用自由下落的物體帶動紙帶運動，通過打點計時器在紙帶上打出的點求得動能及變化的勢能；對于方案乙，能確保紙帶處于豎直面上，
B、在實驗中要有重物、紙帶和打電計時器，而打點計時器需要交流電源；
C、而在數據處理中，要求物體的動能與勢能，則需要測物體的質量，
D、在實驗時，應該接通電源開關，然后釋放紙帶打點，故操作不當的是D；
（2）從O到C過程，重力勢能的減小量為：△Ep=mghOC=1×9.8×0.7776J≈7.62J．
C點的速度為：，
則動能的增加量為：△Ek=mvC2=×1×3.892=7.57J．在實驗誤差允許的范圍內，重力勢能的減小量與動能的增加量相等，機械能守恒．

該同學重復分析多條紙帶，發現重錘減少的重力勢能總是比它增加的動能略大一些，你認為造成此結果的原因是存在阻力作用．