Question

16．（1）做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材是图中的BD（填字母）

（2）实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.40cm、70.20cm、78.00cm、85.80cm．已知重锤的质量为2.00kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s²．根据以上数据，可知重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量等于15.3J，动能的增加量等于15.2J．（结果均取3位有效数字）

（3）分析产生误差可能的原因是重物下落受到阻力作用．（至少写出一条原因）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而得出动能的增加量．
（3）根据能量守恒分析误差形成的原因．

解答 解：（1）重物选取质量大一些、体积小一些的重锤，故A错误，B正确．
时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表测量，故C错误．
实验中需要刻度尺测量点迹间的距离，故D正确．
故选：BD．
（2）重锤由O点运动到C点，重力势能的减少量△E_p=mgh=2×9.8×0.7800J≈15.3J，C点的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8580-0.7020}{0.04}m/s$=3.9m/s，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×2×3．{9}^{2}J≈15.2J$．
（3）实验中重力势能的减小量略大于动能的增加量，产生误差的原因是重物下落受到阻力的作用．
故答案为：（1）BD，（2）15.3，15.2，（3）重物下落受到阻力作用．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及误差来源，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．