Question

【题目】某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)实验中根据打点计时器打出的纸带，下列物理量中，不利用公式计算就能直接得到的是________

A.时间间隔 B.速度 C.加速度

(2)他进行了如下操作，其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________

A.按照图示的装置安装器材

B.将打点计时器连接到交流电源上

C.用天平测出重物的质量

D.将连有重物的纸带穿过打点计时器的限位孔

E.先释放纸带，后接通电源

(3)该同学用如图1所示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验。实验时让重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点。已知纸带上相邻两个点的时间间隔为T，当地的重力加速度g，测出所用重物的质量为m。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，把第一个点记作O，另选连续的3个点A、B、C作为测量的点。经测量知道OA=h1、OB=h2、OC=h3.根据以上数据可以算出由O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量等于________，动能的增加量等于________（用题中所给字母表示）

(4)在用图所示装置做验证机械能守恒定律实验时，发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是________

A.选用的重物质量太大
B.重物的质量测量不准确

C.摩擦阻力和空气阻力的影响
D.处理纸带时实验数据测量不准确

(5)实验中该同学进行拓展研究，若不计阻力，让重物从离地面高为h0处自由下落，该同学尝试画出了重物距离地面的高度h与速度v的关系图像。下列四个图中，能正确表示重物距离地面的高度h与速度v的关系的是_______

Answer 1

【答案】A C E mgh2 C C

【解析】

(1)[1]时间间隔是通过打点计时器直接得出的，不需要公式计算，而加速度和速度都需要根据打出的点结合匀变速直线运动推论计算得出，故A正确。

(2)[2]由于在验证过程中，质量在等式两边抵消，所以不需要测量质量，故C不必要。

[3]为了有效利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，故E操作不当。

(3)[4]重物的重力势能减小量

根据匀变速直线运动平均速度推论可得在B点的速度为

[5]故物体的动能增加量为

(4)[6]实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功，故C正确。

(5)[7]根据可得

结合图像可知C正确。