Question

6．如图甲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）关于这一实验，下列说法中正确的是D．
A．打点计时器应接直流电源
B．应先释放纸带，后接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
（2）除了图甲中所注明的器材外，实验中还需要学生电源、导线、刻度尺．
（3）若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度取g=9.80m/s²，重物质量为0.1kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，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，重力势能减少量△E_p=4.91．（计算结果保留三位有效数字），若△E_p＞△E_k，造成此误差的主要原因是重物下落克服阻力做功．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的实验器材．
（3）根据下降的高度求出重力势能的减小量，结合能量守恒分析重力势能的减小量略大于动能增加量的原因．

解答 解：（1）A、打点计时器应接交流电源，故A错误．
B、实验时应先接通电源，再释放纸带，故B错误．
C、打点计时器可以记录时间，不需要用秒表测量时间，故C错误．
D、测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确．
故选：D．
（2）除了图甲中所注明的器材外，实验中还需要学生电源、导线，还需要刻度尺，测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度的大小以及求出重力势能的减小量．
（3）重物由P点运动到B点，重力势能减少量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.0501J≈4.91J，若△E_p＞△E_k，造成此误差的主要原因是重物下落克服阻力做功．
故答案为：（1）D；（2）刻度尺；（3）4.91，重物下落克服阻力做功．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理以及误差形成的原因，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．