Question

在验证机械能守恒定律的实验中，一同学进行如下操作
A．将打点计时器水平固定在铁架台上
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点
D．换几条纸带，重复上面实验
E．在答出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度．
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
G．根据以上测得数据计算相应的动能和重力势能，验证机械能守恒定律
（1）以上操作有错误的是

AC

（2）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过周期为0.02s的交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数字中不符合有效数字要求的是

OC

，应写成

25.90

cm．在计数点A和B之间，B和C之间还各有一个点未画出，重锤的质量为m=1.5kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了

2.65

J；这时它的动能是

2.56

J．（g取10m/s²，结果保留三位有效数字）
（3）实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，其主要原因是

摩擦阻力的作用

．

Answer 1

分析：（1）对于实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚；
（2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；
（3）明确该实验误差产生的原因，即可正确解答．

解答：解：（1）A、应该将打点计时器竖直固定在铁架台上，故A错误；
C、实验时，应先接通打点计时器电源后释放重物，由于重物运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故C错误．
故答案为：AC．
（2）选用最小刻度为mm的刻度尺，应该估读到毫米的下一位，故OC读数不符合有效数字要求，应该读为25.90cm，
重力势能的减小量等于重力做功，因此有：
△E_P=mgh=2.65J
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，因此有：
vB=

xAC

4T

≈1.85m/s
△Ek=

1

2

m

v

2 B

≈2.56J
故答案为：OC、25.90、2.65.2.56．
（3）由于空气阻力以及纸带与打点计时器之间的摩擦阻力作用，导致重力势能没有全部转化为动能，因此实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量．
故答案为：摩擦阻力的作用．

点评：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．