Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中

⑴實驗室中備有下述器材：A鐵架臺、B打點計時器、C天平、D彈簧秤、E紙帶、F帶夾子的重物、G刻度尺、H秒表，其中實驗需要用到的有哪些器材___________。（填字母）

⑵做此實驗時，有同學按以下步驟進行

①用天平稱出物體的質量

②固定好打點計時器，將連有重物的紙帶穿過限位孔，用手提住紙帶末端，讓手盡量靠近打點計時器

③先接通電源，再松開紙帶，開始打點，并如此重復幾次，取得幾條打點紙帶

④取下紙帶，挑選點跡清楚的紙帶，記下起始點O，在離O點適當距離處選擇幾個連續的計數點（或計時點）并計算出各個點的速度值

⑤測出各點距O點的距離，即為對應的下落高度

⑥計算出和，看是否相等

在上述步驟中，有一項多余的步驟是___________，（填序號）

在上述步驟中，有一項錯誤的步驟是      （填序號）更正為                       ；

⑶若已知重錘的質量為1kg，在實驗中打出的紙帶如圖所示，其中O點為重錘靜止時打點計時器打下的第一個點，A、B、C為某段中幾個較清晰的相鄰點，打點時間間隔為0.02s。經過測量得到OA=18.0cm，OB=21.5cm，OC=26.0cm。查出當地的重力加速度g=9.80m/s²，則重物在B點時的動能是        J。從開始下落到B點的過程中，重物的重力勢能減少量是         J，（均保留3位有效數字）由此得出的結論是                          。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）ABEFG  （2）多余的①  錯誤的② 更正為讓手盡量遠離打點計時器  ⑶動能2.00J  重力勢能減少量2.06 J  結論是 在誤差范圍內，重物的重力勢能減少與動能增加量相等，所以機械能守恒 。

【解析】

試題分析：試題分析：⑴實驗前需要把打點計時器固定在較高位置，所以要用鐵架臺；記錄點跡需要紙帶；需要重物拉動紙帶運動，且紙帶需要夾子固定；點跡之間的距離需要刻度尺測量。⑵據mgh_n=mv_n²/2，質量可以消去，所以不需要測量重錘質量；釋放紙帶前要讓手盡量遠離打點計時器才可以在紙帶上打下較多的點跡。⑶B點的動能為E_KB=mv_B²/2，而v_B=L_AC/2=2m/s，則E_KB=2.00J；重錘下落的重力勢能為E_PB=mgL_OB=2.08J，在實驗誤差允許存在的情況下，重錘下落的重力勢能與重錘增加的動能相等，重錘機械能守恒。

考點：本題考查機械能守恒定律的驗證的實驗。