Question

【題目】某同學用如圖甲所示裝置做驗證機械能守恒定律的實驗。所用打點計時器為電火花打點計時器。

(1)實驗室除了提供圖甲中的器材，還備有下列器材可供選擇：

A. 220 V交流電源 B.天平 C.秒表 D.導線 E.墨粉紙盤。其中不必要的器材是________ (填對應的字母），缺少的器材是____________。

(2)對于實驗要點，下列說法正確的是____________。

A.應選用體積較小且質量較小的重錘

B.安裝器材時必須保證打點計時器豎直，以便減少限位孔與紙帶間的摩擦

C.重錘下落過程中，應用手提著紙帶，保持紙帶始終豎直

D.根據打出的紙帶，用△x=gT2求出重力加速度再驗證機械能守恒

(3)該同學選取了一條紙帶，取點跡清晰的一段如圖乙所示，將打出的計時點分別標號為1、2、3、4、5、6，計時點1、3，2、5和4、6之間的距離分別為x1，x2，x3。巳知當地的重力加速度為g，使用的交流電頻率為f，則從打計時點2到打計時點5的過程中，為了驗證機械能守恒定律，需檢驗的表達式為____________________________。

(4)由于阻力的作用，使測得的重錘重力勢能的減小量總是大于重錘動能的增加量。若重錘的質量為m，根據(3)中紙帶所測數據可求得該實驗中存在的平均阻力大小F=__________(結果用m、g、x1、x2、x3)表示）。

Answer 1

【答案】BC 刻度尺 B

【解析】

(1)[1][2] 本實驗的實驗目的是驗證

的正確性，因此可以不測量物體的質量，即可不用天平。打點計時器應接220V的交流電源，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BC，還缺少的器材是處理紙帶時用到的刻度尺；

(2)[3] A.應選用體積較小且質量較大的重錘，以減小阻力帶來的誤差，選項A錯誤；

B.由于紙帶和打點計時器之間存在阻力，因此為了減小摩擦力所做的功，應使限位孔豎直，選項B正確；

C.讓重錘拖著紙帶做自由落體運動，選項C錯誤；

D.重力加速度應取當地的自由落體加速度，而不能用△h=gT2去求，選項D錯誤；

(3)[4] 打計時點2時的速度

打計時點5時的速度

則要驗證的機械能量守恒的表達式為：

(4)[5] 根據動能定理有：

解得：