Question

某同学利用下图装置来做“验证机械能守恒定律”实验

(1)现有器材：打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干和开关，其中此实验不需要使用的器材是__________.

(2)打点计时器使用_________电源（填“交流”，“直流”）.

(3)使用打点计时器方法正确的是_________.

A．同时接通打点计时器的电源和释放重物

B．先接通打点计时器的电源再释放重物

C．先释放重物再接通打点计时器的电源

(4)若实验中所用重锤的质量m=0.3kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，正确操作得到的纸带如图乙所示，O点对应重锤开始下落的时刻，另选连续的三个计时点A、B、C作为测量的点，图中的数据分别为计数点A、B、C到起始点O的距离，取重力加速度g=9.8m/s²，则打点计时器在打B点时，重锤的速度大小是_______m/s，从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为____________J（结果都保留两位有效数字）

(5)在数据处理中，该同学发现物体重力势能的减少量ΔE_p总是_________（选填“大于”“等于”或“小于”）物体动能的增加量ΔE_k，主要原因是 _________(填选项前的字母)

A．选用的重锤质量过大

B．没用天平称重物质量

C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力

Answer

秒表 交流 B 3.0 1.4 大于 C

【解析】(1)此实验用打点计时器，则不需要使用秒表.

(2)打点计时器使用交流电源.

(3)使用打点计时器时，要先接通打点计时器的电源再释放重物，故选B.

（4）B点的瞬时速度为： ，
从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为：△Ep=mgh=0.3×9.8×0.470J≈1.4J．
（4）实验中由于空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力影响，得出重力势能的减小量总是大于动能的增加量．故选C．

点睛解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求出重力势能的减小量，知道实验误差的来源．