Question

【題目】實驗裝置如圖所示，利用自由落體運動驗證機械能守恒定律。

（1）為驗證機械能守恒定律，下列物理量中，需用工具直接測量的有_______，通過計算間接測量的有_______

A. 重物的質(zhì)量 B.重力加速度

C.重物下落的高度 D.重錘下落的瞬時速度

（2）關(guān)于本實驗的誤差，下列說法中不正確的是________

A.選擇質(zhì)量較小的重物，有利于減小誤差

B.選擇點擊清晰且第1、2兩點間距約為2mm的紙帶有利于減小誤差

C.先松開紙后接通電源會造成較大的誤差

D.本實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是重物在下落過程中不可避免地受到阻力的作用

（3）在實驗中，質(zhì)量為m=1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.04s，那個打點計時器打下起點O到打下B點的過程中，物體重力勢能的減少量________J，此過程中物體動能的增加量________J。（，保留三位有效數(shù)字）

（4）本實驗中，紙帶記錄的點到起點O 的距離為h,打?qū)��?yīng)點時重物的速度為v,若以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖像應(yīng)是________，才能驗證機械能守恒，圖像的斜率等于_______的數(shù)值。

Answer 1

【答案】（1）C； D （2）A （3）2.28； 2.26 （4）過原點的傾斜直線； 重力加速度

【解析】

第一空、第二空．重物在下落過程中動能的增加量為 ，重力勢能的減少量為mgh，則可知，在不需要得出重力勢能減少量與動能增加量的具體數(shù)值的前提下，質(zhì)量可以不測量，則通過紙帶要直接測量的物理量是重物下落的高度，要間接測量的物理量是重物下落的瞬時速度。故選：C，D。

第三空．為減小重物所受空氣阻力，應(yīng)該選擇質(zhì)量較大、體積較小的重物，有利于減小誤差，故A錯誤；選擇點擊清晰且第1、2兩點間距約為2mm的紙帶，有利于減小誤差，故B正確；一般是先接通電源，后釋放紙帶，所以松開紙后接通電源會造成較大的誤差，故C正確；本實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是重物在下落過程中不可避免地受到阻力的作用，故D正確。本題選不正確的，故選A。

第四空．從打下起點O到打下B點的過程中，重物重力勢能的減少量為△Ep＝mghOB＝1×9.8×23.25×102J＝2.28J；

第五空．打下B點時，重物的速度為，由于初速度為零，則重物動能的增加量為；
第六空.若重物下落過程，重力勢能的減少量與動能的增加量相等，則重物的機械能守恒，即有mgh＝mv2，可得v2＝gh，所以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v2-h圖象應(yīng)是一條過程原點的傾斜直線，圖線的斜率為重力加速度。