Question

如图甲所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平．回答下列问题：
（1）为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有

AD

A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的直流电源
D．0～12V的交流电源
（2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s²，实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量△E_p=

2.55

J，动能的增加量△E_k=

2.50

J．（计算结果均保留3位有效数字）
（3）通过计算发现，△E_p

大于

△E_k（选填“小于”、“大于”或“等于”），这是因为

重物下落过程中受到摩擦阻力作用

．

Answer 1

分析：1、解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．我们要从仪器的使用和长度的测量去考虑器材．
2、纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．
3、重物下落要克服阻力做功．

解答：解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故BC错误，AD正确．
故选：AD．
（2）重力势能减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J．
利用匀变速直线运动的推论得：
v_B=

xAC

tAC

=

0.3066-0.2172

2×0.02

m/s=2.235m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×2.2352J=2.50J
（3）通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．
故答案为：（1）AD；（2）2.55；2.50；（3）大于；重物下落过程中受到摩擦阻力作用．

点评：对于误差我们要分析为什么会存在误差以及怎么减小误差．其中减少纸带与打点计时器之间有摩擦，我们打点计时器安装时，面板要竖直．计算势能变化时，选取始末两点距离不能过近，减小读数的相对误差．
在分析实验时应注意结合实验的规律找出相应的物理规律进行分析！在验证机械能守恒时物体做匀加速直线运动，故满足匀加速直线运动的规律！