Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s²，测得所用重物的质量为1.00 kg．实验步骤如下：A．按照图示的装置安装仪器；

B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．接通电源开关，然后释放重物，打出一条纸带；

E．测量纸带上打出的某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.

按实验要求正确地操作并选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02 s）。

（1）上述步骤中没有必要进行的的步骤是         ；操作不恰当的步骤是        

（2）纸带的________(左、右)端与重物相连；

（3）打点计时器打下计数点B时，物体的速度V_B=         m/s；（计算结果保留两位有效数字）

（4）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△E_p =______________J，此过程中物体动能的增加量△E_k =_____________J；（计算结果保留两位有效数字）

（5）实验的结论是                                                  ．

（6）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以v²/2为纵轴、以h为横轴画出的图象是下图中的          

 

Answer 1

【答案】

(1)C、B (2)左 (3)  0.98m/s (4) 0.49J , 0.48J (5)在误差允许范围内，机械能守恒 (6) A

【解析】

试题分析：（1）没有必要进行的步骤是：因为我们是比较的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故C没有必要．故选C．操作不恰当的步骤是：应将打点计时器接到电源的交流输出端上，故B错误．故选B

（2）因为打点计时器每隔0.02s打一个点，时间间隔是定值；重物拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大．所以图中纸带左端先开始运动．

（3）

（4）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是

物体动能的增加量

(5) 在误差允许范围内，机械能守恒

(6)利用图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：，即所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，故选A

考点：验证机械能守恒定律．

点评：纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，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．