Question

【题目】如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。

（1）某同学按照正确操作选的纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C 是打点计时器连续打下的3个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C 各点的距离，并记录在图中（单位：cm），重锤的质量为，重力加速度。根据以上数据当打点计时器打到B点时，重物重力势能的减少量为______，动能的增加量为______J 。（要求计算结果均保留三位有效数字）

（2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。从纸带上选取多个点，测量从起始点O到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方，然后以为纵轴，以下落高度h为横轴，根据实验数据作出图线。若在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点的直线，验证了机械能守恒定律，则图线斜率表示的物理量是______。

（3）在实验过程中，以下说法正确的是______

A．实验中摩擦不可避免，纸带越短克服摩擦做功越小，因此，实验选取纸带越短越好

B．实验中用天平称出重物的质量是必不可少的步骤

C．测出重物下落时间t，通过计算出瞬时速度

D．若纸带前面几点较为密集且不清楚，可以舍去前面比较密集的点，合理选取一段打点比较清晰的纸带，同样可以验证

Answer 1

【答案】0.550；0.545；重力加速度；D；

【解析】

（1）当打点计时器打到B点时，重物重力势能的减少量为：

△Ep＝mgh＝0.1×9.8×56.10×102J≈0.550J．
B点的速度为：，
则动能的增加量为：△Ek＝mvB2＝×0.1×3．32J≈0.545J．
（2）根据机械能守恒有：mgh=mv2，则v2＝gh，图线斜率表示的物理量是重力加速度g．
（3）实验中摩擦不可避免，纸带越短克服摩擦做功越小，但是纸带不是越短越好，故A错误．验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，可以不测量重物的质量，故B错误．不能根据v=gt求出瞬时速度，否则就默认了机械能守恒，失去验证的意义，故C错误．若纸带前面几点较为密集且不清楚，可以舍去前面比较密集的点，合理选取一段打点比较清晰的纸带，同样可以验证，故D正确．故选D．