Question

【题目】如图所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。

（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=_________J；打B点瞬间重物的速度VB=_________m/s(结果均保留三位有效数字)。

（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的___________误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp________ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）①乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____________（在A、B、C项中选择并填在横线上）。

A、由于空气阻力的影响

B、先释放重物再接通打点计时器电源

C、先接通打点计时器电源后释放重物

②乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g ____k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（4）丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验，分别打出了以下4条纸带①、②、③、④，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________。（取g =9.80m/s2,将选中纸带数据前的序号填在横线上）

①6.05 cm，6.10 cm，6.06 cm ②4.96 cm，5.35 cm，5.74 cm

③4.12 cm，4.51 cm，5.30 cm ④6.10 cm，6.58 cm，7.06 cm

Answer 1

【答案】1.82 1.85 系统 大于 B 等于 ②

【解析】

本题考查验证机械能守恒定律的实验。

（1）[1] 在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量

[2]打B点时的速度

（2）[3] 该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的系统误差。

[4]由于有阻力的存在，故数据处理结果比较合理的是。

（3）[5]从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通(打点计时器)电源。故B正确AC错误。

[6]根据机械能守恒得：

则：

则图像的斜率：。

（4）[7] 纸带中打出的点符合相邻相等的条件，则可以知道相邻两位移间应保证位移之差等于

①中的位移之差分别为0.05cm；②中的位移之差分别为0.39cm；③中的位移之差分别为0.39cm，0.79cm；④中的位移之差分别为0.48cm。故纸带应该为②。