Question

【題目】利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

①除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有________。（選填器材前的字母）

A. 大小合適的鐵質(zhì)重錘

B. 體積較大的木質(zhì)重錘

C. 刻度尺

D. 游標(biāo)卡尺

E. 秒表

②圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。

重錘質(zhì)量用m表示，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量∣ΔEp∣=________，動(dòng)能的增加量ΔEk=________。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，關(guān)于這個(gè)誤差下列說法正確的是________

A．該誤差屬于偶然誤差

B．該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C．可以通過多次測(cè)量取平均值的方法來減小該誤差

D．可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

④在實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是________

A. 釋放重錘前，使紙帶保持豎直

B. 做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘

C. 為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，再根據(jù)公式計(jì)算，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>

D．用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>

⑤某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，通過描繪v2-h圖像去研究機(jī)械能是否守恒。若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2-h圖像是圖3中的哪一個(gè)________

Answer 1

【答案】①AC（2分） ②mghB（2分），（4分） ③BD（2分） ④ABD（2分） ⑤A（2分）

【解析】試題分析：①驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，需要盡量減小阻力，以使得減少的重力勢(shì)能接近增加的動(dòng)能，所以選擇鐵質(zhì)重錘而不是木質(zhì)，這樣可以盡量減少阻力影響。即選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò)。在計(jì)算速度時(shí)需要刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡之間的距離以及下落的高度，所以選項(xiàng)C是必須的。而秒表不需要，只有查相鄰點(diǎn)的間隔即可得時(shí)間間隔，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn)。所以E錯(cuò)誤。有刻度尺測(cè)量點(diǎn)間距，而不需要游標(biāo)卡尺選項(xiàng)D錯(cuò)。②O點(diǎn)到B點(diǎn)下落的高度為，所以減少的重力勢(shì)能為，增加的動(dòng)能要計(jì)算B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，B為AC的中間時(shí)刻即等于AC的平均速度，所以，增加的動(dòng)能。③重力勢(shì)能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，主要是因?yàn)椴豢杀苊庀到y(tǒng)存在阻力，就會(huì)有部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以動(dòng)能增加的少，重力勢(shì)能減少的多，此為系統(tǒng)誤差，選項(xiàng)A錯(cuò)B對(duì)。無論怎么多次測(cè)量去平均值都只能減少偶然誤差不能減少系統(tǒng)誤差，選項(xiàng)C錯(cuò)，只有減少阻力影響才能減少系統(tǒng)誤差，選項(xiàng)D對(duì)。④為保證只有重力做功，釋放前紙帶豎直可減少紙帶與 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦，選項(xiàng)A對(duì)。實(shí)驗(yàn)過程先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶 ，選項(xiàng)B對(duì)。速度的計(jì)算必須從紙帶數(shù)據(jù)來求，而不能根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)求速度，如果按照自由落體運(yùn)動(dòng)的速度來求解則減少的重力勢(shì)能一定等于增加的動(dòng)能，驗(yàn)證就沒有意義了。計(jì)算減少的重力勢(shì)能一定要按照當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度來�?jì)算選項(xiàng)D對(duì)。⑤若有恒定的阻力存在，則根據(jù)動(dòng)能定理可得，即，所以圖像斜率為定值，而且過原點(diǎn)，對(duì)照選項(xiàng)A對(duì)。