Question

【題目】如圖甲所示，已知當地的重力加速度為g，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

（1）已準備的器材有打點計時器（帶導線）、紙帶、復寫紙、鐵架臺和帶夾子的重物，此外還必需要的器材是______和____

A．直流電源 B．交流電源 C．天平及砝碼 D．毫米刻度尺

（2）實驗中需要測量重物由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某同學對實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案，這些方案中合理的是________

A．用刻度尺測出物體下落高度h，由打點間隔數算出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v

B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過計算出瞬時速度v

C．根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過計算得出高度h

D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v

（3）如圖乙是用重物由靜止開始做自由落體運動到各點時的瞬時速度v和下落高度h而繪制出的v2-h圖線。圖象是一條直線，此直線斜率的物理含義是________.

（4）若已知重物質量為m，利用由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h的實驗數據，計算出從起始點到該點的過程中，重物重力勢能的減少量=________，動能的增加量=________。實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，這個誤差產生的原因是________.

Answer 1

【答案】B D D 重力加速度的2倍 mgh mv2 阻力做功

【解析】

第一空.第二空.實驗中打點計時器需接交流電源，需要用刻度尺測量點跡間的距離。時間可以通過打點計時器直接得出，不需要秒表，驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，不需要天平。故選BD；

第三空.實驗中不能用v=gt，v＝求解瞬時速度，不能根據計算出高度h，否則默認了機械能守恒，失去驗證的意義，故ABC錯誤；實驗中應該用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，故D正確。

第四空.根據自由落體運動規律有v2=2gh，則可知v2-h圖線斜率的物理含義是重力加速度的2倍；

第五空.第六空.根據重力做功與重力勢能的變化關系，可得重力勢能的減少量為|△EP|=mgh，動能的增加量為△Ek＝mv2；

第七空.實驗結果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，這個誤差產生的原因是阻力做功。