Question

【题目】用自由落体法验证机械能守恒定律实验.

(1)用自由落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具中________是必需的。

A、天平 B、弹簧秤 C、刻度尺 D、秒表 E、重锤 F、4-6V直流电源

(2)下图是实验中得到的一条纸带.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加 速度g＝9.80m/s2，已知所用重物的质量为1.00kg，纸带上第0、1两点间距离接近 2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于__________J（取三位有效数字）.

(3)动能增量 ____（填＞、＜或＝）重力势能的减少量，其原因主要是___________.

Answer 1

【答案】CE 7.62 7.57 ＜ 运动过程受阻力

【解析】

(1)A、由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，故A错误.

B、物体的质量在验证的表达式两边可以约掉，故不需要弹簧秤测重力；故B错误.

C、实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺，故C正确.

D、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，故D错误；

E、需要使用体积小密度大的重锤拖着纸带做自由落体运动来验证机械能守恒；故E正确.

F、打点计时器需要4～6V的低压交流电源，故F错误；

故选CE.

(2)从打下计数点O到打下计数点C的过程中，重锤重力势能减小量△EP=mgh=mgxOC=1×9.8×0.7776J≈7.62J.

利用匀变速直线运动的推论：BD之间的平均速度等于C点的瞬时速度，得：,动能的增加量：.

(3)动能增量小于重力势能的减少量;原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能．