Question

【题目】利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____。

A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量

（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______。

A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）

（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量＝_____，动能变化量＝_____。

（4）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______。

A．利用公式计算重物速度

B．利用公式计算重物速度

C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D．没有采用多次实验取平均值的方法

（5）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图像，并做如下判断：若图像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】AABC同学的判断依据不正确

【解析】

验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等．根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材；根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出B点的速度，从而得出动能的增加量；如果v2-h图象为直线，仅表示合力恒定，与机械能是否守恒无关。

解：(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量和重力势能的变化量，故A正确，B、C、D错误；

故选A；

(2)打点计时器需接交流电源，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都有质量，可以约去，不需要用天平测量质量，实验时需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度，以及计算出瞬时速度，故A、B正确，C、D错误；

故选AB；

(3)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量，B点的瞬时速度，则动能的增加量

(4)实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故C正确，A、B、D错误；

故选C；

(5)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，则此时图象就是过原点的一条直线，所以要想通过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。