Question

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题。

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________

A．米尺

B．秒表

C．4～6 V的直流电源

D．4～6 V的交流电源

（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C．用天平测出重锤的质量

D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带

E．测量纸带上某些点间的距离

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中操作不当与错误的步骤是________。

（3）实验中误差产生的原因有__________，__________。（写出两个原因）

（4）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a＝________。（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）

Answer

（1）AD （2）B

（3）纸带与打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算势能变化时，选取始、末两点距离过近；交流电频率不稳定（写出任意两个即可）

（4）

【解析】试题分析：（1）电磁打点计时器需接4-6V的交流电源，以及需要用米尺测量距离．故选AD．

（2）不当的步骤是B，打点计时器不能接直流电源，应接交流电源．

（3）实验中误差产生的原因有：纸带与打点计时器之间有摩擦，重锤下落过程中受到空气阻力等．

（4）根据逐差法，x3−x1=2a1T2; x4−x2=2a2T2; ，则a=（ a1+a2）

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，知道误差形成的原因,并能根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的表达式。