Question

【題目】利用如圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

(1)為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的 。

A．動能變化量與勢能變化量

B．速度變化量與勢能變化量

C．速度變化量與高度變化量

(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是 。

A．交流電源

B．刻度尺

C．天平(含砝碼)

(3)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。

已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝ ，動能變化量ΔEk＝ 。

(4)大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是 。

A．利用公式v＝gt計算重物速度

B．利用公式v＝計算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒有采用多次實驗取平均值的方法

(5)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應計數點的重物速度v，描繪v2－h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒，請你分析論證該同學的判斷是否正確的。

Answer 1

【答案】(1) A (2)AB (3)－mghB m()2 (4)C

(5)不正確，理由見解析

【解析】(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實驗需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量在誤差范圍內是否相等，A項正確；(2)電磁打點計時器使用的是交流電源，故要選A，需要測紙帶上兩點間的距離，還需要刻度尺，選B，根據mgh＝mv2－0可將等式兩邊的質量抵消，不需要天平， 不選C；(3)重物的重力勢能變化量為ΔEp＝－mghB，動能的變化量ΔEk＝＝m()2；(4)重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量，是因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確；(5)該同學的判斷依據不正確，在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據mgh－fh＝mv2－0，則v2＝2(g－)h可知，v2－h圖象就是過原點的一條直線。要想通過v2－h圖象的方法驗證機械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g。