Question

在用打點計時器驗證機械能守恒定律實驗中，質量為1kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打下一系列的點（如圖1）．如圖2為選取的符合實驗要求的一條紙帶，0為打點計時器打下的第一個點，點A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點．已知打點計時器的頻率為50HZ，當?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²．那么，

（1）實驗中，下面哪些測量工具是必需的？______．
A．天平B．直流電源C．刻度尺D．秒表
（2）實驗中，發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是______
A．選用的重錘質量過大
B．數(shù)據(jù)處理時出現(xiàn)計算錯誤
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力
D．實驗時操作不夠細，實驗數(shù)據(jù)測量不準確
（3）紙帶的______端（選擇“左”或“右”）與重物相連；
（4）圖2中應取0點與______點來驗證機械能守恒
（5）從0點到所取點，重物的重力勢能減少量______J，動能的增加量______J．（結果取3位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）A、因為我們是比較mgh、

1

2

mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平，故A錯誤；
B、打點計時器使用的是交流電源，故B錯誤；
C、我們需要刻度尺測量計數(shù)點間的距離，故C正確；
D、通過打點計時器打出的點可以計算時間，故D錯誤．
故選：C．
（2）在該實驗中，由于摩擦力、空氣阻力等阻力的存在，重錘減小的重力勢能總是稍稍大于重錘動能的增加量；若重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加量，而且比較明顯，就要考慮阻力太大的原因．在該實驗過程的步驟中，沒有檢查打點計時器的兩個限位孔是否在同一條豎直線上，也會導致摩擦力太大；故C正確，ABD錯誤．
故選：C
（3）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物．
（4）驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△E_p=mgh和增加的動能△E_k=

1

2

mv²之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．故選B點．
（3）減少的重力勢能為：△E_p=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=

xAC

2T

=

0.2323-0.1555

0.04

=1.93m/s
所以增加的動能為：△E_k=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×1.932=1.84J．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）左；（4）B；（5）1.88，1.84