Question

(18分）進行“驗證機械能守恒定律”的實驗：
（1）現有以下器材：帶鐵夾的鐵架臺，打點計時器以及復寫紙、紙帶，導線，還需要的器材是______________________、______________________、______________________；
（2）下列選項中，屬于系統誤差的是（        ）；屬于偶然誤差的是（        ）；
A．打點計時器對紙帶的阻力
B．測量紙帶上的點距時存在的誤差
C．測量點距時，將6個點誤計為7個點
D．用秒表測量下落時間，由公式算出重物下落的高度
E．重物和紙帶下落過程中受到空氣阻力
（3）選出一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，打點計時器通以50Hz的交流電。用刻度尺測得OA=12.41cm，OB=19.10cm，OC=27.29cm， 在計數點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質量為1.00kg，取g=9.80m/s² 。甲同學根據以上數據算出：當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了__________J；此時重物的動能比開始下落時增加了__________J。（結果均保留三位有效數字）。 實驗結論是_____________________________________。

（4）乙同學利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數點對應的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如上圖的圖線。圖線的斜率數值上近似等于(填代號)__________
A．3.60           B．9.80           C．4.90
圖線未過原點O的原因是________________________________________________ 。

Answer 1

（1）刻度尺（1分）；帶鐵夾的重物（1分）；低壓交流電源（1分）；
（2）AE（2分）；B（2分）
（3）1.87 （2分）；1.73 （2分）；在誤差允許范圍內，重物的機械能守恒（2分）  
（4）B（2分）；操作中先釋放重物，再接通（打點計時器）電源（3分）

試題分析：（1）要使打點計時器工作，需要交流電源；要是紙帶下落還需要帶夾子的重錘；要測量計數點的距離還需要刻度尺。（2）系統誤差是實驗器材或者系統帶來的無法避免的誤差，即A、E選項；偶然誤差是認為造成的誤差，即選項B，而C、D選項屬于測量上的錯誤。（3）OB距離為19.10cm，減少的重力勢能為：，B點的速度為：，從O點到B點增加的動能為：，即在實驗誤差允許的范圍內，機械能守恒。（4）由于有：，即，則圖像斜率為重力加速度，所以選擇B選項；當h=0時速度不為0，即打點計時器工作之前就紙帶就已經具有速度，則可能先釋放紙袋在啟動打點計時器。