Question

在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）下列器材中不必要的一项是

C

（只需填字母代号）．
A．重物    B．纸带    C．天平    D．50Hz低压交流电源    E．毫米刻度尺
（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是

D

；
A．必须选择质量较小的重物，以便减小误差
B．必须选择点迹清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，以便减小误差
C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差
D．本实验应选用密度较大的重物，以便减小误差
（3）在该实验中，质量m=lkg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g=9.8m/s²．则从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△E_P=

0.476

J，动能的增加量△E_K=

0.473

J（两空均保留3位有效数字）．但实验中总存在误差，其原因是

纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力

．

Answer 1

分析：根据验证机械能守恒的原理，以及误差分析可正确解答本题．

解答：解：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证动能增加量和势能减小量是否相等，质量约去，不一定需要天平测量物体的质量，所以天平不必要．
故选C
（2）A、为了减小阻力对其影响，选用重锤时，应该选用质量大体积小重锤的进行实验，故A错误，D正确；
B、物体自由下落时根据公式h=

1

2

gt²，其中t=T=0.02s，由此可知，开始所打两个点之间的距离约等于2mm，但验证机械能守恒，不是必须选择的，故B错误；
C、应先接通电压后释放纸带，故C错误．
故选D
（3）利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

2t

=

0.0702-0.0313

0.04

=0.97m/s
重物由0点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0486 J=0.476J．
E_kB=

1

2

mvB2=0.473J
重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力，机械能损失．
故答案为：（1）C；（2）D；（3）0.476；0.473；纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力

点评：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．
要注意单位的换算．
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．