Question

【题目】某同学用重锺做“验证机械能守恒定律”的实验。让重锤从高处由静止开始下落，打点计时器就在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。

⑴下面是本实验的几个操作步骤，请在横线上填写合适的文字。

A．右图中图___________ (选填“甲”或“乙”)所示安装方案更好一些，按此示意图组装实验器材；

B．将打点计时器接到___________ (选填“直流”或“交流”)电源上；

C．用天平测出重锤的质量m=1.00kg；

D．释放纸带，然后接通电源开关打出一条纸带；

E．重复步骤D多次，得到多条纸带。

　在以上实验步骤中，操作不当的是___________（选填步骤前的字母）。

F．从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带如图丙所示．把第一个点记作0，在便于测量的地方另选连续的4个点A、B、C、D，测量出A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。

G．已知当地重力加速度为9.80m/s2，打点计时器的打点周期为0.02s，从打O点到打C点的过程中，重锤减少的重力势能=___________ J，增加的动能＝___________ J。（结果均保留三位有效数字）H．本次实验中可以得到的结论是：在实验误差允许的范围内，___________ 。

I．该同学重复分析多条纸带，发现重锤减少的重力势能总是比它增加的动能略大一些，你认为造成此结果的原因是 ___________ 。

Answer 1

【答案】 乙 交流 D 7.62J 7.56 J（7.55-7.57） 重锤的机械能守恒 原因为重锤还需要克服阻力做功

【解析】（1）A、在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能；对于方案乙，能确保纸带处于竖直面上，
B、在实验中要有重物、纸带和打电计时器，而打点计时器需要交流电源；
C、而在数据处理中，要求物体的动能与势能，则需要测物体的质量，
D、在实验时，应该接通电源开关，然后释放纸带打点，故操作不当的是D；
（2）从O到C过程，重力势能的减小量为：△Ep=mghOC=1×9.8×0.7776J≈7.62J．
C点的速度为：，
则动能的增加量为：△Ek=mvC2=×1×3.892=7.57J．在实验误差允许的范围内，重力势能的减小量与动能的增加量相等，机械能守恒．

该同学重复分析多条纸带，发现重锤减少的重力势能总是比它增加的动能略大一些，你认为造成此结果的原因是存在阻力作用．