Question

某同学利用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。

（1）下列实验步骤中错误的是        和         ，可有可无的是       。

A．把电磁打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在干电池上；

B．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让手尽量靠近打点计时器；

C．接通电源再松开纸带；

D．更换纸带，重复几次，选点迹清晰的纸带进行测量；

E．用天平测量重物的质量。

（2）已知重物质量为1.0kg，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80 m/s²，该同学选择了一条理想的纸带，纸带上第1个点记作O，测得第1个点与第2点间间距为2mm，另选三个连续的点A、B、C作为测量点，用刻度尺测量各测量点对应刻度尺上的读数如图2所示(图中的数据为从起始点0到该测量点的距离)，根据以上数据，可知在打B点时重物的速度为      m/s；从O点运动到B点过程中，重物的动能增加量为    J，重力势能减少量为    J (计算结果取三位有效数字)；根据计算的数据可得出结论       ，产生误差的主要原因是        。

Answer

（1） A B E

（2） 0.790 0.312 0.317或0.318 在误差允许范围内，重物下落过程中的机械能守恒

空气阻力和摩擦阻力等

【解析】

试题分析：打点计时器所用的电源是交流电源，实验室常用的有220V,4-6V两种电源,A错误 ；B项中，应该让重物尽量靠近打点计时器，因为重物所处位置越高，运动时间才会越长，打出的纸带上的数据越接近真实值；因为重物的运动时间较短，所以需要提前接通电源；为了减小实验误差，需要多次试验；而根据机械能守恒，所以不需要测重物的质量，E步骤可有可无；物体在做匀变速直线运动时，某时段平均速度等于该时段的中间时可速度，所以，重物动能增加量为,而重力势能的减少量为(或者为)，织带在随重物下落过程中会受到不可消除的空气阻力及摩擦力作用，导致重力势能减少量不能全部转化为动能，在实验允许的误差范围内，可以说明机械能是守恒的。

考点：验证机械能守恒。