Question

【題目】用落體運動驗證機械能守恒定律的實驗。

(1)為進行該實驗，備有下列器材可供選擇：A.鐵架臺、B.電磁打點計時器、C.復寫紙片、D.紙帶、E.低壓直流電源、F.低壓交流電源、G.天平、H.秒表、I.導線、J.重錘。其中不必要的器材是________________(填對應的字母)，缺少的器材是________________。

(2)在實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當地重力加速度的值為9.80m/s2，測得所用重物的質量為1.00kg，如圖所示，O點為重錘下落的起點，選取連續的四個點A、B、C、D作為測量點，測得各點到O點的距離分別為63.00 cm、70.15 cm、77.75 cm、85.67cm。那么，從起點O到打下計數點C的過程中重力勢能減少量是△Ep=_____J，此過程中物體動能的增加量△Ek=_____J；由此得出的結論是_________________________________________。 （結果保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】E、G、H （G選不選都可以） 刻度尺 7.62 7.53 物體的重力勢能減少量等于物體動能的增加量(或在誤差允許范圍內機械能守恒)

【解析】

(1)本實驗的實驗原理是驗證：的正確性，因此可以不測量物體的質量，即可以不用天平。打點計時器應接低壓交流電源，低壓直流電源不必要。打點計時器用來記錄物體的運動時間，秒表不必要。不必要的器材為E、G、H。

要用刻度尺測量紙帶上點與點間間距，用來計算物體下落的高度及物體在對應位置處的速度，則缺少的器材是刻度尺。

(2)由題中數據知，從起點O到打下計數點C的過程中重物下降了77.75 cm，所以從起點O到打下計數點C的過程中重力勢能減少量：。

打點計時器所用電源頻率為50Hz，相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。由題中數據知，從打下計數點B到打下計數點D的過程，重物下降了：，

則打下計數點C時重物的速度：；

從起點O到打下計數點C的過程中，物體動能的增加量：。可以得出的結論是誤差允許范圍內機械能守恒。