Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落。

（1）除了圖示的實驗器材，下列實驗器材中還必須使用的是_____（填字母代號）。

A. 交流電源 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 天平（帶砝碼）

（2）關于本實驗，下列說法正確的是_______

A. 應選擇質量大，體積小的重物進行實驗

B. 釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態

C. 先釋放紙帶，后接通電源

（3）實驗中，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點，測得它們到起始點（點與下一個點的間距接近2mm）的距離分別為，已知當地重力加速度為，打點計時器打點的周期為。設重物的質量為m，從打點到打點的過程中，重物的重力勢能減少量_____，動能的增加量_____。（用已知字母表示）

（4）某同學用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，將力傳感器固定在天花板上，細線一端系這小球，一端連在力傳感器上，將小球拉至水平位置從靜止釋放，小球到達最低點時力傳感器顯示的示數為，已知小球的質量為m,當重力加速度為，在誤差允許范圍內，當滿足關系式_____時，可驗證機械能守恒。

Answer 1

【答案】AB AB

【解析】

(1)[1]實驗中打點計時器需接交流電源，需要用刻度尺測量點跡間的距離．時間可以通過打點計時器直接得出，不需要秒表，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，不需要天平，故選AB；

(2)[2]AB．為了減小阻力對其影響，選用重錘時，應該選用質量大體積小重錘的進行實驗，為了減小紙帶和限位孔間的摩擦阻力，要求紙帶保持豎直狀態，故AB正確；

C．應先接通電壓后釋放紙帶，故C錯誤；

故選AB

(3)[3]從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減小量

[4]B點的瞬時速度

則動能的增加量為

(4)[5]在最低點，根據牛頓第二定律得

若機械能守恒，則有

聯立解得

所以需要驗證機械能守恒，只當滿足關系式即可。