Question

用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）除了图中所示的器材外，下列器材哪个是完成该实验所必须的？

A．秒表     B．刻度尺     C．天平    D．游标卡尺

（2）某实验小组打出了三条纸带，发现有一条纸带上第一个和第二个打点间的距离大约是5mm，已知交流电源的频率f=50Hz，出现这种情况可能的原因是__________。

A．重锤的质量过大

B．电源电压偏大

C．打点计时器没有竖直固定

D．先释放纸带后接通打点计时器电源

（3）某同学按照正确的操作得到如图所示的纸带。其中打O点时释放重物，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。该同学用刻度尺测量O点到A、B、C三点的距离分别为h₁、h₂、h₃。已知打点计时器的电源频率为f，重物质量为m，当地重力加速度为g。则打下B点时重物的速度为     ，OB段动能增加量为      ，重力势能减少量为      。如果在误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量，即可验证机械能守恒。

（4）在实际验证的过程中，该同学发现动能的增加量略小于重力势能的减少量。导致这一问题的出现，下面分析合理的是   。

A．所用重锤的质量太大

B．重锤和纸带下落时受到了空气阻力和摩擦阻力

C．交流电的实际频率大于50Hz

D．这一误差为偶然误差，多次实验即可减小误差

Answer

（1）B；（2）D；（3），，mgh2 （4）B

【解析】试题分析：（1）打点计时器可以直接记录时间，不需要秒表测量时间，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要天平测量质量．测量点迹间的距离运用刻度尺，故选：B．

（2）若初速度为零，重锤的运动可以视为自由落体，则第一、二点间的距离大约2mm，而纸带上第一个和第二个打点间的距离大约是5mm，可知初速度不为零，实验时先释放纸带后接通打点计时器电源，故选：D．

（3）B 点的瞬时速度=，OB段动能增加量为=，重力势能的减小量△Ep=mgh2．

（4）在实际验证的过程中，该同学发现动能的增加量略小于重力势能的减少量，是因为重锤和纸带下落时受到了空气阻力和摩擦阻力，这一误差为系统误差．故B正确，A、C、D错误．

考点：验证机械能守恒定律。