Question

【题目】在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时，各计数点对应刻度尺上的读数如图所示( 图中O点是打点计时器打出的第一个点，A，B，C，D，E分别是每打两个点取出的计数点，单位：mm)，根据纸带计算：

(1)为了完成本实验，从下列器材中选出实验所必需的，其编号为（__________）

A.打点计时器 B.重锤 C.天平 D.毫米刻度尺 E.秒表（或停表）

(2)若重锤的质量为m，重锤由开始下落到打B点时减少的重力势能是 _______ J，从重锤下落到打B点时增加的动能是 ______ J,(,结果保留三位有效数字）；得出结论是______。

(3)实验中产生误差的原因是 _________________________（只要求写出其一的原因）。

Answer 1

【答案】A B D 1.91m 1.89m 在实验误差允许的范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量，机械能守恒 重锤在下落时要受到阻力的作用（打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等）

【解析】

纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

(1)在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，由于验证机械能公式中可以把重锤质量约掉，因此不需要天平，也不需要弹簧秤．同时实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺．故A、B、D正确，C、E错误；故选ABD.

(2)重力势能减小量△Ep=mgh=m×9.8×0.195J≈1.91m J; 根据匀变速直线运动的推论得：;动能的增加量为：.实验的结论是：在误差允许的范围内，重物的下落机械能守恒．

(3)我们发现，△EP和△Ek并不严格相等，产生误差的主要原因是重物下落时受到阻力作用，重物要克服阻力做功而损失一部分机械能．