Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始下落：

(1)除了圖示的實驗器材，下列實驗器材中還必須使用的是________（填字母代號）。

A.交流電源 B.秒表 C.刻度尺 D.天平（帶砝碼）

(2)關于本實驗，下列說法正確的是________（填字母代號）。

A.應選擇質量大、體積小的重物進行實驗

B.釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態

C.先釋放紙帶，后接通電源

(3)實驗中，得到如圖所示的一條紙帶。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（O點與下一點的間距接近2mm）的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g，打點計時器的打點周期為T。設重物質量為m。從打O點到B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp=______，動能變化量ΔEk=________（用已知字母表示）。

(4)某同學用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律，將力傳感器固定在天花板上，細線一端系著小球，一端連在力傳感器上。將小球拉至水平位置從靜止釋放，到達最低點時力傳感器顯示的示數為F0。已知小球質量為m，當地重力加速度為g。在誤差允許范圍內，當滿足關系式________時，可驗證機械能守恒。

Answer 1

【答案】AC AB F0 = 3mg

【解析】

(1)[1]A．打點計時器需要接交流電源，A正確；

B．打點計時器本身就是計時工具，不需要秒表，B錯誤；

C．需要用刻度尺測量紙帶上打點之間的距離，C正確；

D．重物下落過程中，若滿足機械能守恒定律，則

等式兩邊將重物質量約去，不需要天平測量重物質量，D錯誤。

故選AC。

(2)[2]A．應選擇質量大、體積小的重物進行實驗，可以減小阻力帶來的誤差，A正確；

B．釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態，使重物豎直下落，減小紙帶與打點計時器之間的摩擦，B正確；

C．為了有效利用紙帶，應先接通電源，后釋放紙帶，C錯誤。

故選AB。

(3)[3]重力做正功，重力勢能減小所以從到，重力勢能的變化量為

[4]在點，根據勻變速直線運動的規律可知

則動能變化量為

(4)[5]若小球運動過程中機械能守恒，則滿足

小球運動到最低點

解得

即需要驗證的表達式為