Question

【题目】利用如图所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______________

A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）

（2）实验中，先接通电源，再释放重物，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，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量＝_______________，动能变化量＝_____________

（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______________

A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度

C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法

（4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确_____________

Answer 1

【答案】 AB； mghB C 不正确，还需要近一步判断图像的斜率是否接近2g

【解析】（1）验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量重锤的质量，所以不需要天平，实验中需要交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求解重力势能的减小量和动能的增加量，故选AB．
（2）从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量△Ep=mghB，B点的瞬时速度，则动能的增加量△Ek＝mvB2=m()2．
（3）试验结果中，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故选C.