Question

（1）如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置，下列哪些说法是正确的

A、C、E

A．实验时应选用密度大体积小，并且下端有橡胶垫的重锤
B．实验时，当松开纸带让重锤下落同时，立即接通电源
C．要选用第1、2点间距离接近2mm的纸带
D．实验结果总是动能的增量略大于重力势能的减小量
E．纸带的上端用夹子夹住比用手拉住要好
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条合理的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，数值的单位是mm；图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点．设重物的质量为1kg，（当地重力加速度g=9.8m/s²．）

（1）重物从开始下落到计时器打B点时，减少的重力势能E_PB=

1.91

J．
（2）重物下落到计时器打B点时增加的动能E_KB=

1.88

J（保留三位有效数字）
（3）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是

在实验误差范围内机械能守恒（在实验误差范内减小的重力势能等于增加的动能）

．

Answer 1

分析：1、解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，清楚该实验的误差来源
2、该实验为验证性实验，是在知道原理的情况下进行验证，因此求出物体下落时重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可验证，但是由于存在误差，物体下落时克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量．

解答：解：（1）A．实验时应选用密度大体积小，并且下端有橡胶垫的重锤，可以减小空气阻力的影响，故A正确
B．实验时，应该先接通电源，再松开纸带让重锤下落，故B错误
C．根据h=

1

2

gt²=

1

2

×10×（0.02）²=2mm，要选用第1、2点间距离接近2mm的纸带，故C正确
D．由于阻力的影响，产生内能，根据能量守恒定律知，实验结果总是动能的增量略小于重力势能的减小量，故D错误
E．用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大，故E正确
故选：ACE．
（2）①减小的重力势能等于重力所做功大小，因此有：△E_p=mgh=1.91J
②打点周期T₀=0.02s，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
v_B=

XAC

tAC

=

0.2805-0.125

4×0.02

=1.944m/s
重锤下落到B点时增加的动能为△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×（1.944）²=1.88J
③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是在实验误差范围内机械能守恒（在实验误差范内减小的重力势能等于增加的动能）．
故答案为：（1）ACE
（2）①1.91
②1.88
③在实验误差范围内机械能守恒（在实验误差范内减小的重力势能等于增加的动能）

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果．
通过该题理解验证性实验的特点，把握实验原理，提升实验能力，该题是考查基础实验知识的好题．