Question

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律．
（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需

D

（填字母代号）中的器材
A．直流电源、天平及砝码    B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码    D．交流电源、毫米刻度尺
（2）已知实验所用重物的质量为m，打点计时器打点周期为T，当地重力加速度为g．如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的3个点A、B、C作为测量点．经测量A、B、C各点到O点的距离分别为S₁、S₂、S₃．根据以上测量结果可知当打点计时器打下B点时重物的速度v=

S3-S1

2T

，重物重力势能减少量△Ep=

mgS₂

，动能增加量等于△Ek=

1

2

m(

S3-S1

2T

)2

．（用m、T、g、S₁、S₂、S₃表示）

（3）这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量

大于

动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析：根据用打点计时器验证机械能守恒定律的原理，和实验的步骤可以判断遗漏的器材．
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，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．

解答：解：（1）打点计时器需接交流电源，验证：mgh与

1

2

mv²关系，m约掉了，所以不要天平和砝码．
计算速度需要测相邻计数点的距离，需要刻度尺，
故选：D．
（2）利用匀变速直线运动的推论得：
v_B=

XAC

tAC

=

S3-S1

2T

重物重力势能减少量△E_p=mgh=mgS₂
动能增加量等于△E_k=

1

2

m

v

2 B

-0=

1

2

m(

S3-S1

2T

)2
（3）由于纸带与打点计时器间有摩擦阻力和空气阻力，所以重力势能的减少量大于动能的增加量．
故答案为：（1）D
（2）

S3-S1

2T

，mgS₂，

1

2

m(

S3-S1

2T

)2
（3）大于

点评：根据用打点计时器测重力加速度的实验原理，可以判断实验需要的器材．
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题．