Question

【題目】驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法:

（1）下列器材中不必要的是（_______）

A.直流電源 　B.刻度尺　　C.天平 D. 交流電源

（2）實驗時，已知打點計時器打點的周期是T，當地的重力加速度為g，如下圖紙帶，如果在實驗誤差允許的范圍內滿足關系式 _________________，即驗證了重物下落過程中機械能是守恒的

（3）某同學在實驗中得到了如圖所示的一條紙帶，圖中點為打點計時器打下的第一點，可以看做重物運動的起點，從后面某點起取連續打下的三個點A、B、C．己知相鄰兩點間的時間間隔為0.02s，假設重物的質量為1.00kg，則從起點到打下點的過程中，重物動能的增加量ΔEK = _______J，重力勢能的減小量ΔEP =________ J。

（保留三位有效數字，重力加速度g取9.80m/s2）

（4）即使在實驗操作規范，數據測量及數據處理很準確的前提下，該實驗求得的ΔEP也一定略_____ ΔEK(填大于或小于)，這是實驗存在系統誤差的必然結果，該系統誤差產生的主要原因是_______________________ 。

（5）如果用本實驗測出重物拖著紙帶下落過程中受到的平均阻力大小，利用第（3）題中的數據算出平均阻力大小為 ____________N。（保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 AC； ； 1.84； 1.88； 大于； 紙帶與打點計時器存在摩擦； 0.30；

【解析】（1）此實驗要驗證的關系是mgh=mv2，即v2=2gh，則實驗中必須使用刻度尺和交流電源，不必要的是直流電源和天平；故選AC.

（2）打E點時的速度，則要驗證的關系是：，即：。

（3）打下B點時的速度：；則重物動能的增加量ΔEK = mvB2=×1×1.922J=1.84J;

重力勢能的減小量ΔEP =mgh=1×9.8×0.192J=0.188J。

（4）實驗求得的ΔEP略大于ΔEK，這是實驗存在系統誤差的必然結果，該系統誤差產生的主要原因是紙帶與打點計時器存在摩擦，空氣阻力等.

（5）紙帶下落的加速度：

根據牛頓第二定律：mg-f=ma，解得f=0.3N