Question

【題目】某興趣小組利用自由落體運動來驗證機械能守恒定律。

（1）在本實驗中需要直接測量的物理量有_____

A、重物的質量 B．重力加速度

C．重物下落的高度 D．與重物下落高度所對應的瞬時速度

（2）下列器材中，實驗必須用到的有_____

A．打點計時器 B．重物 C．天平 D．毫米刻度尺 E．秒表 F．小車

（3）打出了一條如圖所示的紙帶，O點為紙帶上第一點，若重物的質量為0.5kg，從開始下落到打D點的過程中重物的重力勢能減少量為______J，動能增加量為________ J（重力加速度g=9.8m/s2，結果保留三位有效數）,根據計算數據得出的結論是：_____________________。

(4)該同學繼續根據紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，并以為縱軸、以h為橫軸畫出圖象，應是下圖中的________。

Answer 1

【答案】 C ABD 0.951 0.934 在誤差允許的范圍內機械能守恒 C

【解析】（1）實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，所以不需要測量重物的質量，故A錯誤；重力加速度是已知的，不需要測量，故B錯誤；重物下落的高度需要測量，故C正確；瞬時速度是根據紙帶上的數據計算得出的，不是直接測量的，故D錯誤。所以選C。

（2）驗證機械能守恒定律，即驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等即，質量可以約去，實驗不需要天平，瞬時速度可以通過打點計時器紙帶進行處理計算得出，不需要秒表，打點計時器需要交流電源，還要刻度尺測量長度，所以必須的物理量為ABD。

（3）重物由O點運動到D點，重力勢能減少了：△Ep=mgh=0.5×9.8×19.41×10-2J=0.951J，D點的瞬時速度為：，則動能的增加量為：。結論為：在誤差允許的范圍內機械能守恒。

（4）根據，可得：，所以以縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，故C正確，ABD錯誤。