Question

【題目】圖(1)為“驗證機械能守恒”的實驗裝置，圖（2）為實驗中所打出的一條紙帶，試回答下列問題：

(1)關于實驗中的操作或結論正確的是____

A．若為電磁打點計時器，則電源用220V、50Hz的交流電源

B．應先通電打點，后松開紙帶

C．重錘只要選用體積很小的就行

D．本實驗中重物重力勢能的減少量一定小于動能的增加量

(2)若實驗中所用重物的質量m=1.0kg，打點時間間隔為0.02s，打出的紙帶如圖（2）所示，O為起始點，A、B、C為相鄰的點，測得OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm，查得當地的重力加速度g=9.80m/s2，則重物在B點時的動能EKB=_____ J（保留三位有效數字），大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是___________．

(3)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應計數點的重物速度v，描繪v2﹣h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒．請你分析論證該同學的判斷依據是否正確__________．

Answer 1

【答案】B 0.174 由于阻力的影響 不正確

【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，應先接通電源讓打點計時器打點穩定后松開紙帶讓重物下落；

在實驗中，為了減小實驗的誤差，重錘選擇質量大、體積小的．重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力），必須克服阻力做功，減小的重力勢能等于增加的動能加上克服阻力所做的功，因此重力勢能的減小量大于動能的增加量。

(1) A項：若為電磁打點計時器，則電源用4V-6V、50Hz的交流電源，故A錯誤；

B項：實驗時應先接通電源讓打點計時器打點穩定后松開紙帶讓重物下落，這樣可以打出更多的點有利于減小誤差，故B正確；

C項：實驗中為了減小阻力的影響，重錘選用體積較小，且質量較大的重錘，故C錯誤；

D項：重錘在下落時要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力），必須克服阻力做功，減小的重力勢能等于增加的動能加上克服阻力所做的功，因此重力勢能的減小量大于動能的增加量，故D錯誤。

故應選B。

(2) 勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，因此有：

所以動能為

重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是由于受到阻力的作用，重力勢能等于增加的動能與克服阻力所做的功；

(3) 該同學的判斷依據不正確．在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據可得：

則此時v2-h圖象就是過原點的一條直線．所以要想通過v2-h圖象的方法驗證機械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g。