Question

【題目】用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

（1）除了圖中所示的器材外，下列器材哪個是完成該實驗所必須的？

A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．游標卡尺

（2）某實驗小組打出了三條紙帶，發現有一條紙帶上第一個和第二個打點間的距離大約是5mm，已知交流電源的頻率f=50Hz，出現這種情況可能的原因是__________。

A．重錘的質量過大

B．電源電壓偏大

C．打點計時器沒有豎直固定

D．先釋放紙帶后接通打點計時器電源

（3）某同學按照正確的操作得到如圖所示的紙帶。其中打O點時釋放重物，A、B、C為三個計數點，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點。該同學用刻度尺測量O點到A、B、C三點的距離分別為h1、h2、h3。已知打點計時器的電源頻率為f，重物質量為m，當地重力加速度為g。則打下B點時重物的速度為 ，OB段動能增加量為 ，重力勢能減少量為 。如果在誤差允許的范圍內，動能的增加量等于重力勢能的減少量，即可驗證機械能守恒。

（4）在實際驗證的過程中，該同學發現動能的增加量略小于重力勢能的減少量。導致這一問題的出現，下面分析合理的是 。

A．所用重錘的質量太大

B．重錘和紙帶下落時受到了空氣阻力和摩擦阻力

C．交流電的實際頻率大于50Hz

D．這一誤差為偶然誤差，多次實驗即可減小誤差

Answer 1

【答案】（1）B；（2）D；（3），，mgh2 （4）B

【解析】試題分析：（1）打點計時器可以直接記錄時間，不需要秒表測量時間，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，兩端都有質量，可以約去，不需要天平測量質量．測量點跡間的距離運用刻度尺，故選：B．

（2）若初速度為零，重錘的運動可以視為自由落體，則第一、二點間的距離大約2mm，而紙帶上第一個和第二個打點間的距離大約是5mm，可知初速度不為零，實驗時先釋放紙帶后接通打點計時器電源，故選：D．

（3）B 點的瞬時速度=，OB段動能增加量為=，重力勢能的減小量△Ep=mgh2．

（4）在實際驗證的過程中，該同學發現動能的增加量略小于重力勢能的減少量，是因為重錘和紙帶下落時受到了空氣阻力和摩擦阻力，這一誤差為系統誤差．故B正確，A、C、D錯誤．