Question

【题目】在做“验证机械能守恒定律”实验时，

（1）下列说法正确的是______

A．由于要计算重力势能和动能，因此必须要测出重物质量

B．安装器材时必须保证计时器竖直，以便减少限位孔与纸带的摩擦

C．必须选第一个点作为初始位置

D．由于确实存在阻力作用，在不考虑其它因素影响的情况下，重锤下落过程中增加的动能要大于减少的重力势能

（2）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是______

A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v

B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=计算出瞬时速度v

C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=算得出高度h

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v

（3）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.8m/s2．那么：

①纸带的______端（选填“O”或“C”）与重物相连；

②根据图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；

③从O点到所取点，重物重力势能减少量△EP=______J，该所取点的动能为______J．（结果取3位有效数字）

Answer 1

【答案】B D O B 1.88 1.84

【解析】

（1）机械能守恒表达式两边的质量可以约去，则不需要测量重物的质量。故A错误；由于纸带和打点计时器之间存在摩擦力，因此为了减少摩擦力所做的功，应将限位孔竖直，B故正确；因为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，在0.02s内的位移为2mm，所以选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带来处理数据，故C错误；由于阻力存在，重锤下落过程中增加的动能要小于减少的重力势能，故D错误；故选B；
（2）②本实验就是要验证表达式gh=v2，所以用这一表达式算速度、算高度都是错误的，都相当于用机械能守恒验证机械能守恒，故ABC错误，D正确。
（3）①由纸带上点，可知，纸带向左运动，因此纸带左端与重物相连；
②根据纸带上数据方便求解B点速度，故取O点和B点来验证机械能守恒定律；
③从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.192J=1.88J，
利用匀变速直线运动的推论，重锤的动能.