Question

【题目】如图甲所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平．回答下列问题：

（1）为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有
A.毫米刻度尺
B.秒表
C.0～12V的直流电源
D.0～12V的交流电源
（2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2 ， 实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=J，动能的增加量△Ek=J．（计算结果均保留3位有效数字） 结论： ．
（3）通过计算发现，△Ep△Ek（选填“小于”、“大于”或“等于”），这是因为 ．

Answer 1

【答案】
（1）A,D
（2）2.55；2.50；在误差允许范围内重锤的机械能守恒
（3）大于；重物下落过程中受到摩擦阻力作用
【解析】解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故BC错误，AD正确．
故选：AD．（2）重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J．
利用匀变速直线运动的推论得：
vB= = =2.235m/s
EkB= mvB2=2.50J
由此可知在误差允许范围内重锤的机械能守恒．（3）通过计算可知重力势能的减小量大于动能的增加量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．
所以答案是：（1）AD；（2）2.55；2.50；在误差允许范围内重锤的机械能守恒（3）大于；重物下落过程中受到摩擦阻力作用．
【考点精析】认真审题，首先需要了解机械能守恒及其条件(在只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变)．