Question

如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置．

(1)若已知打点计时器的电源频率为50 Hz，当地的重力加速度取g＝9.80 m/s²，重物质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点．根据图中的数据可知，重物由P点运动到B点，重力势能减少量ΔE_p＝________J．(结果保留三位有效数字)

(2)若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为v_B，理论上当两者间的关系式满足__________时，说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)．

(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是________．

A. 重物的质量过大　B. 重物的体积过小  C. 电源的电压偏低 D. 重物及纸带在下落时受到阻力

Answer

（1）9.82×10﹣2；

（2）vB2=2gh；

（3）D．

【解析】（1）重力势能减小量：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0501J=9.82×10﹣2J．

（2）要验证物体从P到B的过程中机械能是否守恒，

则需满足mvB2=mgh，即vB2=2gh，说明下落过程中重锤的机械能守恒；

（3）A、重物的质量过大，重物和纸带受到的阻力相对较小，所以有利于减小误差，故A错误．

B、重物的体积过小，有利于较小阻力，所以有利于减小误差，故B错误．

C、电源的电压偏低，电磁铁产生的吸力就会减小，吸力不够，打出的点也就不清晰了，与误差的产生没有关系，故C错误．

D、重物及纸带在下落时受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，所以重物增加的动能略小于减少的重力势能，故D正确．

故选：D