Question

【题目】如图1所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．

（1）若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2 ， 重物质量为0.2kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由P点运动到B点，重力势能少量△Ep=J．（计算结果保留3位有效数字）

（2）若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为vB ， 当两者间的关系式满足时，说明下落过程中重锤的机械能守恒（已知重力加速度为g）．
（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是
A.重物的质量过大
B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低
D.重物及纸带在下落时受到阻力．

Answer 1

【答案】
（1）9.82×10﹣2；
（2）vB2=2gh；
（3）D
【解析】解：（1）重力势能减小量：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0501J=9.82×10﹣2m．（2）要验证物体从P到B的过程中机械能是否守恒，
则需满足 mvB2=mgh，即vB2=2gh，说明下落过程中重锤的机械能守恒；（3）A、重物的质量过大，重物和纸带受到的阻力相对较小，所以有利于减小误差，故A错误．
B、重物的体积过小，有利于较小阻力，所以有利于减小误差，故B错误．
C、电源的电压偏低，电磁铁产生的吸力就会减小，吸力不够，打出的点也就不清晰了，与误差的产生没有关系，故C错误．
D、重物及纸带在下落时受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，所以重物增加的动能略小于减少的重力势能，故D正确．
故选：D
所以答案是：（1）9.82×10﹣2；（2）vB2=2gh；（3）D．