Question

【題目】“落體法”是驗證機械能守恒定律的主要方法之一（如圖甲），某次操作得到了如圖乙所示的紙帶，已知打點周期為T、重錘的質量為m，依次測出了各計時點到第一個計時點O的距離如圖中所示，請回答下列問題：

(1)實驗中所用的打點計時器如圖丙所示，則該打點計時器是________計時器，工作電壓為________V．

(2)打A點時重錘的速度表達式vA=_________．若已經計算出A點和E點的速度分別為vA、vE，并且選取A到E的過程進行機械能守恒定律的驗證，則需要驗證的關系式為____________．

(3)如果某次實驗時，發現重力勢能的減小量比動能的增加量大很多，出現這種現象的原因可能是__（填序號）．

A．重物質量測量得不準確

B．因為阻力的作用，所以實驗誤差很大，但也能驗證機械能守恒定律成立

C．打點計時器兩個限位孔不在同一條豎直線上，導致摩擦力或阻力太大導致的

D．實驗時出現了先放紙帶，后接通電源這樣的錯誤操作導致的

Answer 1

【答案】電火花 220 C

【解析】

(1)[1][2]由圖可知，該計時器為電火花計時器，工作電壓為220V；

(2)[3]根據勻變速直線運動的推論：某段時間內中間時刻的速度等于這段時間的平均速度，故A點速度為：

[4]從A到E過程，重力勢能減少量為

△EP=mghAE=mg（h4-h1）

其動能增加量為：

若機械能守恒則有：

△EP=△Ek

化簡得：

(3)[5]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比重錘動能的增加量大得多，就要考慮阻力太大的原因

A．驗證機械能守恒的式子為：

與質量無關，故A錯誤；

B．若阻力作用很大，應出現重力勢能的減小量比動能的增加量大得多，但不能驗證機械能守恒定律成立，故B錯誤；

C．若兩限位孔的不在同一條豎直線上，紙帶和限位孔的阻力過大，會造成重力勢能的減小量比動能的增加量大很多，故C正確；

D．若先釋放紙帶，后接通電源會出現計算動能增加量大于重力勢能減少量，故D錯誤。