Question

【題目】利用如圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗．

(1)除打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、交流電源、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有____________．（選填器材前的字母）

A.大小合適的鐵質(zhì)重錘

B.體積較大的木質(zhì)重錘

C.秒表

D.刻度尺

(2)圖2是實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離如圖所示，重錘質(zhì)量m=1kg，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g=9.8m/s2，打點計時器打點的周期為0.02s．從打下O點到打下B點的過程中，重錘重力勢能的減少量△Ep=__J，重錘動能的增加量△Ek=____J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)在實驗過程中，下列實驗操作和數(shù)據(jù)處理正確的是____________．

A.釋放重錘前，應(yīng)使紙帶保持豎直

B.做實驗時，先釋放重錘，再接通打點計時器的電源

C.為測量打點計時器打下某點時重錘的速度v，可測量該點到O點的距離h，再根據(jù)公式計算，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>

D.用刻度尺測量某點到O點的距離h，利用公式mgh計算重力勢能的減少量，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>

(4)某同學(xué)在紙帶上選取計數(shù)點后，測量它們到起始點O的距離h，并計算出打相應(yīng)計數(shù)點時重錘的速度v，通過描繪v2﹣h圖象去研究機械能是否守恒．若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2﹣h圖象是圖3中的哪一個____

Answer 1

【答案】 AD 0.479 0.470 AD A

【解析】①要驗證鉤碼動能的增加量與重力勢能的增加量是否相等，要刻度尺測量下落的高度，從而算出瞬時速度，在紙帶處理時需刻度尺，游標(biāo)卡尺不適用．用打點計時器來算出所用時間，不需要秒表，對于重錘在下落過程中受到阻力越小越好，則為體積小，質(zhì)量適中的鐵球較好．故選：AC．
②重力勢能減小量：△Ep=mghB=1×9.8×0.0489=0.479J
勻變速直線運動中時間中點瞬時速度等于該過程中的平均速度，因此有：

故動能的增量為： ；
③釋放重錘前，應(yīng)使紙帶保持豎直，選項A正確；做實驗時，先接通打點計時器的電源，再釋放重錘，選項B錯誤；重錘某點的速度是通過紙帶上相鄰兩點的距離與對應(yīng)的時間比來求解的，選項C錯誤；用刻度尺測量某點到O點的距離h，利用公式mgh計算重力勢能的減少量，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度值，選項D正確；故選AD.

④若實驗中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，根據(jù)動能定理，則有：mgh-fh=mv2；解得：v2=（2g-）h，因此畫出v2-h圖象是A圖.