Question

4．如图为探究机械能守恒的实验原理图，请回答：
（1）实验产生误差的原因有重锤的质量不够大；纸带与打点计时器夹之间存在摩擦力等．（任写1条）
（2）请简单叙述如何验证机械能守恒．首先，尽量选择第一点和第二点之间的距离为2mm的地方，然后任意选择一点较远的位置，通过纸带计算的方法算出速度$v=\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$，在量出初始点到最远点的距离h，此后，只要近似满足gh=$\frac{1}{2}{v}^{2}$即可验证机械能守恒．．（注：请包含必要的公式、文字说明）

Answer 1

分析 根据实验的原理确定产生误差的原因．实验中通过验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等验证机械能守恒，根据下降的高度求出重力势能的减小量，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瞬时速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）实验中，由于阻力的存在，重锤质量不够大时，阻力的影响较大，会产生误差．纸带与打点计时器直接的存在摩擦力也会产生误差．
（2）首先，尽量选择第一点和第二点之间的距离为2mm的地方，然后任意选择一点较远的位置，通过纸带计算的方法算出速度$v=\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$，在量出初始点到最远点的距离h，此后，只要近似满足gh=$\frac{1}{2}{v}^{2}$即可验证机械能守恒．
故答案为：（1）重锤的质量不够大；纸带与打点计时器夹之间存在摩擦力等．
（2）首先，尽量选择第一点和第二点之间的距离为2mm的地方，然后任意选择一点较远的位置，通过纸带计算的方法算出速度$v=\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$，在量出初始点到最远点的距离h，此后，只要近似满足gh=$\frac{1}{2}{v}^{2}$即可验证机械能守恒．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，会通过原理确定操作的步骤，以及知道实验中误差的来源，难度不大．