Question

【題目】利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

(1)為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的________。

A．動能變化量與勢能變化量

B．速度變化量與勢能變化量

C．速度變化量與高度變化量

(2)(實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m，從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量ΔEp=________，動能增加量ΔEk=________。

(3)大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是______。

A．利用公式v=gt計算重物速度

B．利用公式v=計算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒有采用多次實驗取平均值的方法

（4）某同學想用下述方法研究機械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應計數點的重物速度v，描繪v2－h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒。請你分析論證該同學的判斷依據是否正確_______________________________。

Answer 1

【答案】A C 見解析

【解析】

(1)[1]為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，A正確，BC錯誤；

故選A。

(2)[2]從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量

[3]B點的速度

則動能的增加量為

(3)[4]AB．由于阻力的作用，加速度小于g，利用公式v=gt和v=計算重物速度會使得動能增加量變大，AB錯誤；

C．由于紙帶在下落過程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點計時器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢能一部分轉化為動能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦力阻力做功，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，C正確；

D．沒有采用多次實驗取平均值的方法，不一定會使得重力勢能的減少量大于動能的增加量，D錯誤。

故選C。

(4)[5]該同學的判斷依據不正確。在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據動能定理有

可得

則此時圖象就是過原點的一條直線，所以要想通過圖象的方法驗證機械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g。