Question

【题目】如图甲所示是用落体法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、带铁夹的重物、天平．回答下列问题：

（1）为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有_______

A．毫米刻度尺 B．秒表 C．0～12V的直流电源 D．0～12V的交流电源

（2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=_______J，动能的增加量△Ek=_______J．（计算结果均保留3位有效数字） 结论：_______．

（3）通过计算发现，△Ep_______△Ek（选填“小于”、“大于”或“等于”），这是因为_______．

Answer 1

【答案】AD 2.55 2.50 在误差允许范围内重锤的机械能守恒 大于 重物下落过程中受到摩擦阻力作用

【解析】

试题纸带法实验中，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和加速度，从而求出动能．重物下落要克服阻力做功．

（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故BC错误，AD正确．

（2）重力势能减小量．利用匀变速直线运动的推论得：，，由此可知在误差允许范围内重锤的机械能守恒．

（3）通过计算可知重力势能的减小量大于动能的增加量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．