Question

【題目】如圖為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖。

（1）某同學按照正確操作選的紙帶如圖所示，其中O是起始點，A、B、C 是打點計時器連續(xù)打下的3個點，打點頻率為50Hz，該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C 各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm），重錘的質量為，重力加速度。根據以上數(shù)據當打點計時器打到B點時，重物重力勢能的減少量為______，動能的增加量為______J 。（要求計算結果均保留三位有效數(shù)字）

（2）通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據，提高實驗的準確程度。從紙帶上選取多個點，測量從起始點O到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方，然后以為縱軸，以下落高度h為橫軸，根據實驗數(shù)據作出圖線。若在實驗誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點的直線，驗證了機械能守恒定律，則圖線斜率表示的物理量是______。

（3）在實驗過程中，以下說法正確的是______

A．實驗中摩擦不可避免，紙帶越短克服摩擦做功越小，因此，實驗選取紙帶越短越好

B．實驗中用天平稱出重物的質量是必不可少的步驟

C．測出重物下落時間t，通過計算出瞬時速度

D．若紙帶前面幾點較為密集且不清楚，可以舍去前面比較密集的點，合理選取一段打點比較清晰的紙帶，同樣可以驗證

Answer 1

【答案】0.550；0.545；重力加速度；D；

【解析】

（1）當打點計時器打到B點時，重物重力勢能的減少量為：

△Ep＝mgh＝0.1×9.8×56.10×102J≈0.550J．
B點的速度為：，
則動能的增加量為：△Ek＝mvB2＝×0.1×3．32J≈0.545J．
（2）根據機械能守恒有：mgh=mv2，則v2＝gh，圖線斜率表示的物理量是重力加速度g．
（3）實驗中摩擦不可避免，紙帶越短克服摩擦做功越小，但是紙帶不是越短越好，故A錯誤．驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，可以不測量重物的質量，故B錯誤．不能根據v=gt求出瞬時速度，否則就默認了機械能守恒，失去驗證的意義，故C錯誤．若紙帶前面幾點較為密集且不清楚，可以舍去前面比較密集的點，合理選取一段打點比較清晰的紙帶，同樣可以驗證，故D正確．故選D．