Question

【題目】如圖甲示為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置。某同學正確操作得到的一條紙帶如圖乙所示，O為第一個點，A、B、C為三個連續點，已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，實驗中夾子和重物的質量m=250 g，當地的重力加速度取g=9.8 m/s2。

（1）現有的器材：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶夾子的重物、導線若干。為完成此實驗，除了所給的器材，還需要_____。（填選項前的字母）

A．刻度尺 B．秒表 C．220 V交流電源 D．低壓交流電源

（2）根據圖乙中紙帶可以判斷，實驗時紙帶的_________（填“左”或“右”）端和重物相連接。

（3）若選取圖中B點來驗證機械能守恒定律，則夾子和重物重力勢能減少量Ep=__________J，動能增加量Ek=___________J（以上均要求保留2位有效數字）。

（4）實驗中發現夾子和重物增加的動能略小于減少的重力勢能，其主要原因是___________。

Answer 1

【答案】AD 左 0.44 0.42 紙帶與限位孔間存在摩擦，夾子和重物下落過程受到空氣阻力

【解析】

（1）打點計時器可以測量時間，不需要秒表，在實驗中需要測量速度和下落的距離，所以需要刻度尺；因為在實驗中是比較mgh和的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平稱重物和夾子的質量；電磁打點計時器需接到4-6V低壓交流電源上。故選AD；

（2）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物；

（3）減少的重力勢能：

△Ep=mgh

代入數據解得：

△Ep=0.44J

根據勻變速推論有：

m/s

增加的動能：

J

（4）因為紙帶與限位孔間存在摩擦，夾子和重物下落過程受到空氣阻力，所以夾子和重物增加的動能略小于減少的重力勢能。