“验证机械能守恒定律的实验可以采用如图所示的方案来进行．(1)比较这两种方案.甲甲方案好些.主要理由是甲方案比乙方案阻力影响小甲方案比乙方案阻力影响小．(2)某小组的同学选用图甲的方案实验.进行了如下操作.其中错误的是CC．A．将打点计时器竖直固定在铁架台上．B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的（甲）或（乙）方案来进行．

（1）比较这两种方案，

甲

（填“甲”或“乙”）方案好些，主要理由是

甲方案比乙方案阻力影响小

．
（2）某小组的同学选用图甲的方案实验，进行了如下操作，其中错误的是

．
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上．
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方．
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．
D．换几条纸带，重复上面实验．
E．在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度．
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中．
G．根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量，验证机械能守恒定律．
（3）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器打点周期为0.02s，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．这三个数字中不符合有效数字要求的是

25.9cm

，重锤的质量为m=0.2kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了

0.354

J；
这时它的动能增加量是

0.342

J．（g取10m/s²，结果保留三位有效数字）
（4）实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况，其主要原因是

重锤在下落的过程中克服阻力做功导致重锤动能的增加量小于重力势能的减少量

．

分析：（1）选择合适的实验装置，首先明确实验原理以及产生误差的原因，要从有利于减小实验误差和便于操作的角度进行选择．
（2）了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项即可正确解答；
（3）重力势能的减小量等于重力做功大小，根据某段时间内的平均速度等于时间中点的瞬时速度，可以求出C点速度大小，从而进一步求出其动能的增加量．
（4）明确该实验误差产生的原因，即可正确解答．

解答：解：（1）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好．故甲方案好一些，因为这个方案摩擦阻力较小，误差小，操作方便，实验器材少．
（2）A．将打点计时器竖直固定在铁架台上．故A正确
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方．故B正确
C．应先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．故C错误
D．换几条纸带，重复上面实验．故D正确
E．在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，
再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度．故E正确
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中．，故F正确
G．根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量，验证机械能守恒定律．故G正确
故选：C．
（3）选用最小刻度为mm的刻度尺，应该估读到毫米的下一位，故OC读数不符合有效数字要求，应该读为25.90cm，
重力势能的减小量等于重力做功，因此有：
△E_P=mgh=0.2×10×0.1769=0.354 J
匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
v_B=

XAC

0.2590-0.1113

2×0.04

=1.85m/s
△E_k=

mv_B²-0=0.342 J
（4）实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况，其主要原因是重锤在下落的过程中克服阻力做功．
故答案为：（1）甲，甲方案比乙方案阻力影响小_
（2）C
（3）25.9cm，0.354，0.342
（4）重锤在下落的过程中克服阻力做功导致重锤动能的增加量小于重力势能的减少量．

点评：书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．