Question

【题目】实验装置如图所示，利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

（1）为验证机械能守恒定律，下列物理量中，需用工具直接测量的有_______，通过计算间接测量的有_______

A. 重物的质量 B.重力加速度

C.重物下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度

（2）关于本实验的误差，下列说法中不正确的是________

A.选择质量较小的重物，有利于减小误差

B.选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带有利于减小误差

C.先松开纸后接通电源会造成较大的误差

D.本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用

（3）在实验中，质量为m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，那个打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量________J，此过程中物体动能的增加量________J。（，保留三位有效数字）

（4）本实验中，纸带记录的点到起点O 的距离为h,打对应点时重物的速度为v,若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图像应是________，才能验证机械能守恒，图像的斜率等于_______的数值。

Answer 1

【答案】（1）C； D （2）A （3）2.28； 2.26 （4）过原点的倾斜直线； 重力加速度

【解析】

第一空、第二空．重物在下落过程中动能的增加量为 ，重力势能的减少量为mgh，则可知，在不需要得出重力势能减少量与动能增加量的具体数值的前提下，质量可以不测量，则通过纸带要直接测量的物理量是重物下落的高度，要间接测量的物理量是重物下落的瞬时速度。故选：C，D。

第三空．为减小重物所受空气阻力，应该选择质量较大、体积较小的重物，有利于减小误差，故A错误；选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差，故B正确；一般是先接通电源，后释放纸带，所以松开纸后接通电源会造成较大的误差，故C正确；本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，故D正确。本题选不正确的，故选A。

第四空．从打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量为△Ep＝mghOB＝1×9.8×23.25×102J＝2.28J；

第五空．打下B点时，重物的速度为，由于初速度为零，则重物动能的增加量为；
第六空.若重物下落过程，重力势能的减少量与动能的增加量相等，则重物的机械能守恒，即有mgh＝mv2，可得v2＝gh，所以根据实验数据绘出的v2-h图象应是一条过程原点的倾斜直线，图线的斜率为重力加速度。