Question

【题目】在“验证机械能守恒定律”实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上点迹进行测量，经过数据处理即可验证机械能守恒定律。

(1)在实验过程中，下列说法正确的是_______。

A.实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带

B.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上

C.打点计时器、天平和刻度尺是本实验中必须使用的测量仪器

D.实验中重物的质量大小不影响实验误差

(2)正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C……测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能减少量Ep=____，动能增加量Ek=______。（用题中所给字母表示）

(3)利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出v2-h图像，如图所示。由v2-h图像求得的当地重力加速度g=_______m/s2。（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】AB mgh2 9.67（9.57~9.78之间均可，但有效数字位数要正确）

【解析】

(1)[1]A．为了充分利用纸带，应先接通电源后释放纸带，故A正确；

B．为了减小误差，纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上，故B正确；

C．根据机械能守恒的表达式，两边的质量可以抵消，故可知不需要测量质量，故C错误；

D．为了减小阻力对实验的影响，在实验时一般选择体积小质量大的实心金属球进行实验，故D错误。

故选D。

(2)[2]从打下O点到打下F点的过程中，下降的高度为，故重力势能减少量为

[3]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知F点的速度为

故动能增加量为

(3)[4]根据

得

所以图线的斜率为2g，即

解得g=9.67m/s2