Question

【題目】某同學利用下圖裝置來做“驗證機械能守恒定律”實驗

(1)現有器材：打點計時器、學生電源、鐵架臺（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導線若干和開關，其中此實驗不需要使用的器材是__________.

(2)打點計時器使用_________電源（填“交流”，“直流”）.

(3)使用打點計時器方法正確的是_________.

A．同時接通打點計時器的電源和釋放重物

B．先接通打點計時器的電源再釋放重物

C．先釋放重物再接通打點計時器的電源

(4)若實驗中所用重錘的質量m=0.3kg，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，正確操作得到的紙帶如圖乙所示，O點對應重錘開始下落的時刻，另選連續的三個計時點A、B、C作為測量的點，圖中的數據分別為計數點A、B、C到起始點O的距離，取重力加速度g=9.8m/s2，則打點計時器在打B點時，重錘的速度大小是_______m/s，從初始位置O到打下計數點B的過程中，重錘的重力勢能的減少量為____________J（結果都保留兩位有效數字）

(5)在數據處理中，該同學發現物體重力勢能的減少量ΔEp總是_________（選填“大于”“等于”或“小于”）物體動能的增加量ΔEk，主要原因是 _________(填選項前的字母)

A．選用的重錘質量過大

B．沒用天平稱重物質量

C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力

Answer 1

【答案】 秒表 交流 B 3.0 1.4 大于 C

【解析】(1)此實驗用打點計時器，則不需要使用秒表.

(2)打點計時器使用交流電源.

(3)使用打點計時器時，要先接通打點計時器的電源再釋放重物，故選B.

（4）B點的瞬時速度為： ，
從初始位置O到打下計數點B的過程中，重錘的重力勢能的減少量為：△Ep=mgh=0.3×9.8×0.470J≈1.4J．
（4）實驗中由于空氣對重錘阻力和打點計時器對紙帶的阻力影響，得出重力勢能的減小量總是大于動能的增加量．故選C．

點睛解決本題的關鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據下降的高度求出重力勢能的減小量，知道實驗誤差的來源．