Question

【题目】某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的细线连接物块A和B，A和B的质量相同，B上套有一铁环C，A的下端与穿过打点计时器的纸带相连。开始时固定物块A，当地的重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为50Hz。

(1)接通电源，再释放物块A，物块B在下落过程中穿过圆环D时，铁环C与B分离落到圆环D上.如图是该过程打出的一条纸带，已测出了纸带上离第一个点O较远的一些点到O点的距离。由纸带可知，铁环C运动到圆环D处时的速度大小为v=______m/s（保留3位有效数字）.

(2)要验证机械能守恒，还需要测量的物理量为__________。

A．开始时，铁环C和圆环D间的高度差h

B．铁环C的质量mC

C．物块A和B的质量mA、mB

D．铁环C运动到D所用的时间t

(3)实验只要验证表达式____________（用(1)问中的v和(2)问中所测量的物理量的符号表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒得到验证.在实验中存在误差的原因有哪些？（至少写出一条）_______________.

Answer 1

【答案】2.01 A、B、C ①由于空气的阻碍作用；②纸带和打点计时器的摩擦作用；③纸带的重力影响

【解析】

(1)A和B的质量相同，那么铁环C运动到圆环D处后，AB做匀速直线，根据，即可求解；(2)选取整体系统，要验证系统机械能守恒，则必须满足只有重力做功，即可判定.

(1)铁环C运动到圆环D处时的速度大小即为铁环被挡住后，A、B匀速运动的速度，由纸带可以求得：

(2)要验证机械能守恒，铁环C从开始下落到运动到D处过程中，有：，

由于A、B质量相等，因此要验证的表达式为，因此还需要测量的量为ABC.

(3)主要的误差来源有：①由于空气的阻碍作用；②纸带和打点计时器的摩擦作用；③纸带的重力影响.