Question

【題目】某實驗小組利用圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律，圖乙是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，已知打點計吋器毎隔0.02s打一個點。

(1)本實驗中你需要的器材是______

A.天平和砝碼

B.刻度尺

C.秒表

D.交流電源

(2)可以判斷，重物是與紙帶的______端(填“左”或“右”)相連;

(3)若在紙帶上測出，則可以計算出打下記數點時的速度______ (計算結果保留三位有效數字)，若數據也已測出，則使用還需測出物理量為______

(4)在實際測量中，重物下落過程中増加的動能始終略______重力勢能(填“大于”或“小于”)，這樣產生的誤差屬于______（選填“偶然誤差”或“系統誤差”）

Answer 1

【答案】（1）BD； （2）左； （3）1.20 AB間距離； （4）小于 系統誤差

【解析】

解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，為驗證減小的重力勢能與增加的動能是否相等，還需要知道下降的高度；由于阻力做功，導致減小的重力勢能比增加的動能還大．

（1）“驗證機械能守恒定律”的實驗中除所需的打點計時器（帶導線）、紙帶、復寫紙、鐵架臺、紙帶夾和重物，此外還需要交流電源和毫米刻度尺，重物的質量可以約去，因此不需要天平與砝碼，由于打點計時器可以計時，因此不需要秒表，故還需要是BD．
（2）依據紙帶的點間距，可知重物是與紙帶的左相連；
（3）依據勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度，則有：；若x1數據也已測出，同理，可求得A的瞬時速度，為驗證機械能是否守恒，則還需要測量AB間距，從而可算得，減小的重力勢能與增加的動能是否相等．
（4）由于系統誤差，存在阻力做功，導致計算結果中重物下落過程中增加的動能始終略小于減少的重力勢能；