Question

某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g。

（1）该实验需要直接测量的物理量是

A、重锤的质量

B、重锤下落的高度

C、重锤底部距水平地面的高度

D、与下落高度对应的重锤的瞬时速度

（2）选用一条点迹清晰且第一、二点间距离约为的纸带验证机械能守恒定律，如图乙所示，图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始计时点，点F是第n个点，设相邻点间的时间间隔为T，实验中计算点F速度的表达式是           。

A、

B、

C、

D、

（3）测得、、分别为、、，重锤质量，，从打点O到打下点F的过程中，重锤重力势能的减少量     J，动能的增加量     J（取，结果保留三位有效数字）。

（4）由此可得出的实验结论是        。

Answer

（1）B；（2）C；（3），；

（4）在实验误差允许的范围内，机械能是否守恒

【解析】试题分析：（1）重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去．需要测量的物理量是：重锤下落的高度，故选项B正确。

（2）求速度时我们是利用匀变速直线运动的规律即匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，，故C正确。

（3）重力势能减小量，。

（4）在实验误差允许的范围内，机械能是否守恒。

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】在解决实验问题时要注意实验的原理有实验中的注意事项，特别要注意数据的处理及图象的应用；对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验。