Question

【題目】驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖1所示．現有的器材：帶鐵夾的鐵架臺、紙帶、打點計時器、交流電源、帶夾子的重物．回答下列問題：

（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有 ． （填入選項前的字母）
A.秒表
B.天平
C.毫米刻度尺
（2）部分實驗步驟如下：
A．接通電源，待打點計時器工作穩定后放開紙帶
B．手提紙帶的上端，讓重物靜止在打點計時器附近
C．關閉電源，取出紙帶
D．把打點計時器固定在鐵夾上，讓紙帶穿過限位孔
上述實驗步驟的正確順序是；（填入選項前的字母）
（3）實驗中，夾子與重物的質量m=250g，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖2所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為三個連續點，已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當地的重力加速度g=9.80m/s2 ． 選取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律，則重物重力勢能減少量△EP=J，動能增量△EK=J．（以上均要求保留2位有效數字）

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）D、B、A、C
（3）0.49；0.48
【解析】解：（1）要驗證鉤碼動能的增加量與重力勢能的增加量是否相等，即mgh= mv2 ， 質量可以約去，所以不需要天平，
要測量下落的高度和瞬時速度，在紙帶處理時需刻度尺．
紙帶上相鄰兩計時點的時間間隔已知，所以不需要秒表．
故選：C（2）根據實驗原理與操作步驟一一分析：
首先是安裝實驗的器材，包括：D．把打點計時器固定在鐵夾上，讓紙帶穿過限位孔，B．手提紙帶的上端，讓重物靜止在打點計時器附近，然后是A．接通電源，放開紙帶，最后C．關閉電源，取出紙帶．所以正確順序是DBAC．（3）減少的重力勢能△Ep=mgh=0.25×9.8×0.2=0.49J
利用勻變速直線運動的推論
vB= =1.95m/s
所以增加的動能△Ek= mv2= 0.25×（1.95）2=0.48J
所以答案是：（1）C （2）DBAC （3）0.49；0.48
【考點精析】通過靈活運用機械能守恒及其條件，掌握在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總量保持不變即可以解答此題．