Question

【题目】用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落：

(1)除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是________（填字母代号）。

A.交流电源 B.秒表 C.刻度尺 D.天平（带砝码）

(2)关于本实验，下列说法正确的是________（填字母代号）。

A.应选择质量大、体积小的重物进行实验

B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态

C.先释放纸带，后接通电源

(3)实验中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=______，动能变化量ΔEk=________（用已知字母表示）。

(4)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式________时，可验证机械能守恒。

Answer 1

【答案】AC AB F0 = 3mg

【解析】

(1)[1]A．打点计时器需要接交流电源，A正确；

B．打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表，B错误；

C．需要用刻度尺测量纸带上打点之间的距离，C正确；

D．重物下落过程中，若满足机械能守恒定律，则

等式两边将重物质量约去，不需要天平测量重物质量，D错误。

故选AC。

(2)[2]A．应选择质量大、体积小的重物进行实验，可以减小阻力带来的误差，A正确；

B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，使重物竖直下落，减小纸带与打点计时器之间的摩擦，B正确；

C．为了有效利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，C错误。

故选AB。

(3)[3]重力做正功，重力势能减小所以从到，重力势能的变化量为

[4]在点，根据匀变速直线运动的规律可知

则动能变化量为

(4)[5]若小球运动过程中机械能守恒，则满足

小球运动到最低点

解得

即需要验证的表达式为