【题目】用如图所示装置验证机械能守恒定律。

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含夹子)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还需要使用的一组器材是____________

A.直流电源、天平(含砝码)

B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平(含砝码)

D.交流电源、刻度尺

(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点ABCDE,测得CDE三个点到起始点O的距离分别为hChDhE。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,则从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能减少量为___________,动能增加量为____________。(用上述测量量和已知量的符号表示)

(3)对于上述实验,有的同学提出研究的运动过程的起点必须选择在O点,你同意这种看法吗?如果同意请你说明理由;如果不同意,请你给出当起点不在O点时,实验中验证机械能守恒的方法__________

(4)机械能包括动能、重力势能和弹性势能,为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律,实验小组设计了如图所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上,另一端与轻弹簧相连,轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物,在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器,两个传感器再通过数据采集器和电脑相连(图未画出)。实验过程中保持铁架台固定,弹簧始终在弹性限度内,重物只在竖直方向上下运动,没有转动。他们首先用天平测得重物的质量为m,然后:

①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能Ek

②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点,用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离,继而得到重物的重力势能Ep

③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离,与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量,结合力传感器测得的弹力大小F,通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能E

分析上述三种能量之和E随时间的变化情况,如果在误差允许的范围内,E随时间保持不变,则可认为重物(包括地球)和弹簧组成的系统机械能守恒。

已知实验得到的F-t图像如图所示,则如图所示的图像中可能正确的是_______

A. B.

C. D.

 0  171590  171598  171604  171608  171614  171616  171620  171626  171628  171634  171640  171644  171646  171650  171656  171658  171664  171668  171670  171674  171676  171680  171682  171684  171685  171686  171688  171689  171690  171692  171694  171698  171700  171704  171706  171710  171716  171718  171724  171728  171730  171734  171740  171746  171748  171754  171758  171760  171766  171770  171776  171784  176998 

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