题目内容
【题目】用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
⑴运用公式
对实验条件的要求是：在打第一个点时重锤恰好由静止开始下落，为此所选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近___________。
⑵ 某同学实验步骤如下：
A.用天平准确测出重锤的质量；
B.把打点定时器架在铁架台上，并接上直流电源；
C.将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点定时器；
D.先释放重锤，后接通电源；
E.取下纸带，再重复几次；
F.选择纸带，测量纸带上某些点之间的距离
G.根据测量结果进行计算
你认为他实验步骤中多余的步骤是____________，错误的步骤是_____（均填序号）
⑶在本次验证机械能守恒定律的实验中，质量m=200g的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点．在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点时间间隔为0.100s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80m/s2．
①打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度vB=_______________m/s（保留三位有效数字）；
②从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量△Ep=________J，重锤动能增加量△EK=__________J（保留三位有效数字）；
③即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，该实验求得的△Ep通常略大于△Ek，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的主要原因是：___________________． 查看答案
⑷在该实验中实验者如果根据纸带算出相关各点的速度V，量出下落的距离h，以
为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的__________就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是_____________________。
【答案】 （1）2mm （2）A BD （3）①2.91 ② 0.856 0.847 ③存在空气阻力 ⑷B g(重力加速度)
【解析】（1）根据x=
gt2＝
×10×0.022m＝2mm知，选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近2mm．
（2）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不用天平测量重锤的质量，故A是多余的步骤．打点计时器应使用交流电源，故B错误．实验时应先接通电源，再释放重锤，故D错误．故错误的步骤为：BD．
（3）①重锤下落的速度
．
②从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量△Ep=mgh=0.2×9.8×0.4368J≈0.856J，重锤动能增加量△EK=
mvB2＝
×0.2×2.912≈0.847J．
③该实验求得的△Ep通常略大于△Ek，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的主要原因是存在阻力作用．
（4）根据机械能守恒定律得，mgh=
mv2，解得
v2＝gh，可知图线为过原点的倾斜直线，故选B．
由表达式
v2＝gh知，图线的斜率表示重力加速度g．
