Question

6．在“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）实验室提供了以下实验器材：铁架台、打点计时器、纸带、重锤（质量已知），为顺利完成本实验，你还需要的器材有：C；（选填字母代号）
A．天平      B．弹簧秤     C．刻度尺      D．秒表
（2）实验室有两种重锤可供选择：应选用B；（选填字母代号）
A．质量为10g的重锤            B．质量为200g的重锤
（3）若实验中获得部分纸带如图2所示，已知相邻两计数点间的时间间隔为T，测得B、G两点速度分别为v_B、v_G，重锤的质量为m，B、G两点的距离为d，重力加速度为g，在打下B、G两点的过程中，重锤动能的增加量为：$\frac{1}{2}$mv_G²-$\frac{1}{2}$mv_B²、重力势能的减小量为：mgd；
（4）实验中重锤动能的增加量与重力势能的减小量之间存在误差的主要原因是存在阻力．

Answer 1

分析 探究外力做功与动能的关系时，需测量下降的高度，以及速度的大小．为了减小实验的误差，重锤选择质量大，体积小的．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B、G点的速度，从而求出动能的变化量，根据下降的高度求出重力势能的变化；
最后根据存在摩擦阻力，导致动能的增加量与重力势能的减小量之间存在误差，从而即可求解．

解答 解：（1）在该实验中，需测量物体下降的高度和物体的速度，所以纸带处理时需要刻度尺，比较重力功和动能变化的关系，两边都有质量，可以约去，不需要天平．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
（2）为了减小阻力的影响，重锤选择质量大，体积小的，即密度大的，所以选择质量为200g的重锤．故选B．
（3）根据动能表达式，则动能的变化量△E_K=$\frac{1}{2}$mv_G²-$\frac{1}{2}$mv_B²．
重力势能的减小量△E_P=mg△h=mgd．
（4）重锤动能的增加量与重力势能的减小量之间存在误差的主要原因是存在摩擦阻力，
故答案为：（1）C；（2）B；（3）$\frac{1}{2}$mv_G²-$\frac{1}{2}$mv_B²，mgd；（4）存在摩擦阻力．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，实验原理是数据处理方法和误差分析的基础，掌握动能表达式与重力势能表达式的内容，注意误差产生根源分析．