Question

【題目】利用圖的裝置可以驗證機械能守恒定律。

（1）要驗證重物下落過程中機械能守恒，除了圖示器材，以下實驗器材中必須要選取的是有______。

A. 秒表

B. 刻度尺

C. 天平

D. 交流電源

（2）下列有關操作的敘述正確的是_________ 。

A. 安裝打點計時器時要注意讓上下限位孔在同一豎直線上

B. 將打點計時器與直流低壓電源連接

C. 釋放紙帶時應盡量讓重錘靠近打點計時器

D. 應先釋放紙帶，然后接通電源

（3）若實驗中所用重物的質量為m，某次實驗打出的一條紙帶如圖所示．在紙帶上選取五個連續的點A、B、C、D和E，量得相鄰點間的距離分別為，當地的重力加速度為g．本實驗所用電源的頻率為．從打下點B到打下點D的過程中，重錘重力勢能減小量△Ep=______，重錘動能增加量△Ek=_____。在誤差允許的范圍內，通過比較就可以驗證重物下落過程中機械能是否守恒．

（4）設重錘在下落過程中受到恒定不變的阻力F，則可根據本實驗數據求得阻力F的表達式為____________（用題中所給字母m，g，s1，s4，f表示）．

Answer 1

【答案】BD AC

【解析】

（1）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，同時使用打點計時器，則需要交流電源，對于利表與天平則不需要；
（2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
（3）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．
（4）根據△x=aT2求出加速度，再根據牛頓第二定律列方程求阻力F的表達式．

（1）圖示中的器材已知知道了，但實驗時我們還需要選取的刻度尺，用它來測量距離，還需要交流電源，用它來讓打點計時器工作，而秒表與天平就不需要了，故BD正確，AC錯誤；

（2）安裝打點計時器時要注意讓上下限位孔在同一豎直線上，以減小實驗誤差，故A正確；打點計時器都是使用的交流電源，故B錯誤；釋放紙帶應盡量讓重錘盡量靠近打點計時器，這樣可能得到更多的數據，故C正確；應先接通電源，穩定后，再釋放紙帶，這樣可以在紙帶上盡量多打點，提供紙帶利用率，故D錯誤；故選AC；

（3）本實驗所用電源的頻率為f=50Hz；根據重力勢能表達式，則有從打下點B到打下點D的過程中，減小的重力勢能為：△EP=mg（s2+s3）
從打下點B到打下點D的過程中，重錘動能增加量為：

（4）根據△x=aT2得：s4-s1=３aT2
可得：
根據牛頓第二定律得：mg-F=ma
則得 F=mg-m=mg-m（s4-s1）f2；