Question

(18分）进行“验证机械能守恒定律”的实验：
（1）现有以下器材：带铁夹的铁架台，打点计时器以及复写纸、纸带，导线，还需要的器材是______________________、______________________、______________________；
（2）下列选项中，属于系统误差的是（        ）；属于偶然误差的是（        ）；
A．打点计时器对纸带的阻力
B．测量纸带上的点距时存在的误差
C．测量点距时，将6个点误计为7个点
D．用秒表测量下落时间，由公式算出重物下落的高度
E．重物和纸带下落过程中受到空气阻力
（3）选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=19.10cm，OC=27.29cm， 在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s² 。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重物的动能比开始下落时增加了__________J。（结果均保留三位有效数字）。 实验结论是_____________________________________。

（4）乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如上图的图线。图线的斜率数值上近似等于(填代号)__________
A．3.60           B．9.80           C．4.90
图线未过原点O的原因是________________________________________________ 。

Answer 1

（1）刻度尺（1分）；带铁夹的重物（1分）；低压交流电源（1分）；
（2）AE（2分）；B（2分）
（3）1.87 （2分）；1.73 （2分）；在误差允许范围内，重物的机械能守恒（2分）  
（4）B（2分）；操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源（3分）

试题分析：（1）要使打点计时器工作，需要交流电源；要是纸带下落还需要带夹子的重锤；要测量计数点的距离还需要刻度尺。（2）系统误差是实验器材或者系统带来的无法避免的误差，即A、E选项；偶然误差是认为造成的误差，即选项B，而C、D选项属于测量上的错误。（3）OB距离为19.10cm，减少的重力势能为：，B点的速度为：，从O点到B点增加的动能为：，即在实验误差允许的范围内，机械能守恒。（4）由于有：，即，则图像斜率为重力加速度，所以选择B选项；当h=0时速度不为0，即打点计时器工作之前就纸带就已经具有速度，则可能先释放纸袋在启动打点计时器。