Question

利用自由落體做驗證機(jī)械能守恒定律的實驗時，有下列器材可供選擇：
①鐵架臺；②打點計時器；③復(fù)寫紙：④低壓直流電源；⑤天平；⑥秒表；⑦導(dǎo)線；⑧紙帶
（1）其中實驗中不必要的器材是（填序號）______、______、______；除上述器材外還差的器材是______、______、______．
（2）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz、當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²，重物質(zhì)量為m kg，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，其中O為第一個點，A、B、C為另外3個連續(xù)點，由圖中數(shù)據(jù)，可知重物由0點運(yùn)動到B點重力勢能減少量△Ep=______J，動能增量△Ek=______J，產(chǎn)生誤差的原因是______．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）



（3）在驗證機(jī)械能守恒的實驗中，求得相關(guān)的各點的瞬時速度v以及與此對應(yīng)的下落距離h，以v²為直角坐標(biāo)系的縱軸物理量，以h為橫軸物理量，描點后得出的圖象在下列各圖中，表示機(jī)械能守恒的是______

Answer 1

（1）實驗中不必要的器材是：④低壓直流電源，打點計時器使用的是交流電源，
 ⑤天平，因為我們是比較mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．
⑥秒表，通過打點計時器打出的點可以計算時間．
缺少的器材是：刻度尺，用來測量計數(shù)點間的距離；
重錘，用來做下落的研究對象，低壓交流電源．
故答案為：④，⑤，⑥，低壓交流電源，刻度尺，帶鐵夾的重錘．
（2）重力勢能減小量：△E_p=mgh=m×9.8×0.7776J=7.62mJ．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論：勻變速直線運(yùn)動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：

v

B

=

xAC

2T

═3.895m/s
動能的增量為：△EK=

1

2

m

v

2B

=7.59mJ
產(chǎn)生誤差的主要原因是由于空氣阻力和打點計時器對紙帶的摩擦力使物體的機(jī)械能減少．
故答案為：7.62m，7.59m，由于空氣阻力和打點計時器對紙帶的摩擦力使物體的機(jī)械能減少．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒可知重錘下落時有：mgh=

1

2

mv2，即v²=2gh，由此可知在以v²為直角坐標(biāo)系的縱軸物理量，以h為橫軸物理量的圖象中圖象為過原點的直線，故ABD錯誤，C正確．
故選C．