Question

【题目】用落体运动验证机械能守恒定律的实验。

(1)为进行该实验，备有下列器材可供选择：A.铁架台、B.电磁打点计时器、C.复写纸片、D.纸带、E.低压直流电源、F.低压交流电源、G.天平、H.秒表、I.导线、J.重锤。其中不必要的器材是________________(填对应的字母)，缺少的器材是________________。

(2)在实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取连续的四个点A、B、C、D作为测量点，测得各点到O点的距离分别为63.00 cm、70.15 cm、77.75 cm、85.67cm。那么，从起点O到打下计数点C的过程中重力势能减少量是△Ep=_____J，此过程中物体动能的增加量△Ek=_____J；由此得出的结论是_________________________________________。 （结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】E、G、H （G选不选都可以） 刻度尺 7.62 7.53 物体的重力势能减少量等于物体动能的增加量(或在误差允许范围内机械能守恒)

【解析】

(1)本实验的实验原理是验证：的正确性，因此可以不测量物体的质量，即可以不用天平。打点计时器应接低压交流电源，低压直流电源不必要。打点计时器用来记录物体的运动时间，秒表不必要。不必要的器材为E、G、H。

要用刻度尺测量纸带上点与点间间距，用来计算物体下落的高度及物体在对应位置处的速度，则缺少的器材是刻度尺。

(2)由题中数据知，从起点O到打下计数点C的过程中重物下降了77.75 cm，所以从起点O到打下计数点C的过程中重力势能减少量：。

打点计时器所用电源频率为50Hz，相邻两点间的时间间隔为0.02s。由题中数据知，从打下计数点B到打下计数点D的过程，重物下降了：，

则打下计数点C时重物的速度：；

从起点O到打下计数点C的过程中，物体动能的增加量：。可以得出的结论是误差允许范围内机械能守恒。