Question

用落体验证机械能守恒定律的实验

（1）为进行该实验，备有下列器材可供选择铁架台．打点计时器．复写纸片、纸带、低压直流电源．天平、秒表、导线、开关．其中不必要的器材是

天平、秒表、低压直流电源

．缺少的器材是

重锤、直尺、低压交流电源（或交流电源）

．
（2）若实验中所用重物的质量m=1㎏，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如图5-5-14所示，O．A．B．C．D为相邻的几点，测的OA=0.78cm．OB=1.79cm．OC=3.14cm．OD=4.90cm，查出当地的重力加速度g=9.80m/s²，则重物在B点时的动能E_AB=

0.174

 J．从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是

0.175

J，由此得出的结论是

在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能，物体自由下落过程中机械能守恒

．
（3）根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h，以

v2

2

为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图2中的

C

，就证明机械能是守恒的，图象的些率代表的物理量是

重力加速度

．

Answer 1

分析：（1）书本上的实验，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）根据匀变速直线运动规律求出B点的速度大小，即可进一步求出动能的增加量，根据重力做功和重力势能之间的关系，可以求出重力势能的减小量；
（3）利用v²-h图线处理数据，如果mgh=

1

2

mv²那么

1

2

v²-h图线的斜率就等于g．

解答：解：（1）其中不必要的器材是：秒表，通过打点计时器打出的点可以计算时间；天平，因为我们是比较mgh、

1

2

mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平；
打点计时器使用的是交流电源，故不必要的器材是低压直流电源；
缺少的是刻度尺，我们需要刻度尺测量计数点间的距离，重锤，低压交流电源．
故答案为：天平、秒表、低压直流电源，重锤、直尺、低压交流电源（或交流电源）．
（2）B点的速度为：
vB=

xOC-xOA

2T

=0.59m/s．
动能的增量为：△Ek=

1

2

m

v

2 B

=0.174J
重力势能的减小量为：△E_p=mgh=0.175J
故答案为：0.174，0.175，．
（3）利用

1

2

v²-h图线处理数据，如果mgh=

1

2

mv²那么图线应该是过原点的直线，斜率就等于g．
故选C．
故答案为：C、g．

点评：利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．