Question

【題目】利用如圖所示圖裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是______________

A．交流電源 B．刻度尺 C．天平（含砝碼）

（2）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m。從打Ｏ點到打Ｂ點的過程中，重物的重力勢能變化量＝_______________，動能變化量＝_____________

（3）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_______________

A．利用公式計算重物速度 B．利用公式計算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D．沒有采用多次實驗取平均值的方法

（4）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圖像，并做如下判斷：若圖像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】 AB； mghB C 不正確，還需要近一步判斷圖像的斜率是否接近2g

【解析】（1）驗證機械能守恒，即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，不需要測量重錘的質量，所以不需要天平，實驗中需要交流電源，需要用刻度尺測量點跡間的距離，從而求解重力勢能的減小量和動能的增加量，故選AB．
（2）從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量△Ep=mghB，B點的瞬時速度，則動能的增加量△Ek＝mvB2=m()2．
（3）試驗結果中，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，故選C.