Question

【题目】图(1)为“验证机械能守恒”的实验装置，图（2）为实验中所打出的一条纸带，试回答下列问题：

(1)关于实验中的操作或结论正确的是____

A．若为电磁打点计时器，则电源用220V、50Hz的交流电源

B．应先通电打点，后松开纸带

C．重锤只要选用体积很小的就行

D．本实验中重物重力势能的减少量一定小于动能的增加量

(2)若实验中所用重物的质量m=1.0kg，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如图（2）所示，O为起始点，A、B、C为相邻的点，测得OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，则重物在B点时的动能EKB=_____ J（保留三位有效数字），大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________．

(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2﹣h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确__________．

Answer 1

【答案】B 0.174 由于阻力的影响 不正确

【解析】

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，应先接通电源让打点计时器打点稳定后松开纸带让重物下落；

在实验中，为了减小实验的误差，重锤选择质量大、体积小的．重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功，因此重力势能的减小量大于动能的增加量。

(1) A项：若为电磁打点计时器，则电源用4V-6V、50Hz的交流电源，故A错误；

B项：实验时应先接通电源让打点计时器打点稳定后松开纸带让重物下落，这样可以打出更多的点有利于减小误差，故B正确；

C项：实验中为了减小阻力的影响，重锤选用体积较小，且质量较大的重锤，故C错误；

D项：重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功，因此重力势能的减小量大于动能的增加量，故D错误。

故应选B。

(2) 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，因此有：

所以动能为

重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是由于受到阻力的作用，重力势能等于增加的动能与克服阻力所做的功；

(3) 该同学的判断依据不正确．在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据可得：

则此时v2-h图象就是过原点的一条直线．所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。