Question

【题目】“落体法”是验证机械能守恒定律的主要方法之一（如图甲），某次操作得到了如图乙所示的纸带，已知打点周期为T、重锤的质量为m，依次测出了各计时点到第一个计时点O的距离如图中所示，请回答下列问题：

(1)实验中所用的打点计时器如图丙所示，则该打点计时器是________计时器，工作电压为________V．

(2)打A点时重锤的速度表达式vA=_________．若已经计算出A点和E点的速度分别为vA、vE，并且选取A到E的过程进行机械能守恒定律的验证，则需要验证的关系式为____________．

(3)如果某次实验时，发现重力势能的减小量比动能的增加量大很多，出现这种现象的原因可能是__（填序号）．

A．重物质量测量得不准确

B．因为阻力的作用，所以实验误差很大，但也能验证机械能守恒定律成立

C．打点计时器两个限位孔不在同一条竖直线上，导致摩擦力或阻力太大导致的

D．实验时出现了先放纸带，后接通电源这样的错误操作导致的

Answer 1

【答案】电火花 220 C

【解析】

(1)[1][2]由图可知，该计时器为电火花计时器，工作电压为220V；

(2)[3]根据匀变速直线运动的推论：某段时间内中间时刻的速度等于这段时间的平均速度，故A点速度为：

[4]从A到E过程，重力势能减少量为

△EP=mghAE=mg（h4-h1）

其动能增加量为：

若机械能守恒则有：

△EP=△Ek

化简得：

(3)[5]在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量；若重锤减小的重力势能比重锤动能的增加量大得多，就要考虑阻力太大的原因

A．验证机械能守恒的式子为：

与质量无关，故A错误；

B．若阻力作用很大，应出现重力势能的减小量比动能的增加量大得多，但不能验证机械能守恒定律成立，故B错误；

C．若两限位孔的不在同一条竖直线上，纸带和限位孔的阻力过大，会造成重力势能的减小量比动能的增加量大很多，故C正确；

D．若先释放纸带，后接通电源会出现计算动能增加量大于重力势能减少量，故D错误。