Question

【题目】某位同学采用重锤自由下落做“验证机械能守恒定律”的实验：

（1）下列操作步骤中错误的是______

A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接交流电源

B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度

C．先释放纸带，再接通电源

D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据

（2）打点计时器的打点时间间隔为_______；用公式mv2=mgh时，对纸带起点的要求是初速度为_______。

（3）若实验中所用重锤质量m＝1kg，纸带上各点到O点的距离如图所示，从开始下落起至B点，重锤的

重力势能减少量是________J；则记录B点时，重锤的速度vB＝______m/s，重锤动能的增加量是_______J，因此可得出的结论是__________________________。（重力加速度g取10m/s2）

Answer 1

【答案】 （1）C （2）0.02s 0 （3）0.176 0.59 0.174 在误差允许的范围内，机械能守恒

【解析】（1）打点计时器使用低压交流电源，所以实验时把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接低压交流电源，A正确；固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，将纸带和重锤提升到一定高度，尽量靠近打点计时器，B正确；应先接通电源，然后释放重物，否则纸带开始阶段是空白，可能所采集的数据不够，而且浪费纸带，C错误；重复几次，取得几条打点纸带，挑选一条清楚的纸带进行数据处理，D正确；

（2）交流电频率为50Hz，故打点周期为，公式的完整表达式为，所以必须使得初速度为零，

（3）根据重力做功与重力势能的关系得，由匀变速直线运动的规律，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即度，动能增加量， 由于，所以结论为在实验误差允许的范围内，机械能守恒．