Question

【题目】用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。

（1）下列物理量中，必需直接测量的是________（填写代号）

A．重锤质量

B．重力加速度

C．重锤下落的高度

D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

（2）设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g。图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续计时点。根据测得的x1、x2、x3、x4，写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式_____________，动能增加量的表达式________________。由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量。

Answer 1

【答案】①C，D；

②，，小于

【解析】

（1）此实验要验证的关系是：mgh=mv2，即gh=v2，则直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度h；重物的质量可以测量也可以不测量；重力加速度不需测量，通过计算间接得到与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度，故选C。

（2）选取B、D两点为初末位置研究机械能守恒。重物减少的重力势能是ΔEp=mgh=mg（x3–x1），根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，，，则从B到D动能的变化量：，由于空气阻力和摩擦力阻力的作用，重物动能的增加总是小于重力势能的减小。

故本题答案是：(1). C (2). mg（x3–x1） (3). (4). 小于