某同学完成了“验证机械能守恒定律的实验(1)实验中.除铁架台.夹子.纸带和重物等器料外.还需要BCE．A．秒表 B．刻度尺 C．打点计时器 D．直流电源 E．交流电源 (2)下列有关操作步骤叙述正确的是AC．A．安装打点计时器时.两纸带限位孔应在同一竖直线上B．实验时.在松开纸带让重物下落的同时.应立即接通电源C．若纸带上开头打出的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．

某同学完成了“验证机械能守恒定律”的实验
（1）实验中，除铁架台、夹子、纸带和重物等器料外，还需要BCE．
A．秒表 B．刻度尺 C．打点计时器 D．直流电源 E．交流电源
（2）下列有关操作步骤叙述正确的是AC．
A．安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上
B．实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源
C．若纸带上开头打出的几点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证
D．计算某点的瞬时速度时可以利用公式 v=gt
（3）某位同学通过实验得到如图所示的纸带，己知相邻计数点间的时间间隔为0.04s，重物的质量m=1kg，g=9.8m/s²，那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量△E_p=2.28J，此过程中重物动能的增加量△E_k=2.26J（以上两空保留三位有效数宇）．由此可得到的结论是：在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

分析（1）通过实验的原理出发，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材，以及不必要的器材．
（2）验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，在实验中需减小阻力的影响，比如重锤选择质量大，体积小的，安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上．实验时，应先接通电源再释放纸带．
（3）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答解：（1）该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，
因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小关系，因此需要用刻度尺测量长度．
由于使用打点计时器，因此还需要交流电源．
（2）A、安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上，减小纸带所受的阻力．故A正确．
B、实验时，应先接通电源，再释放纸带．故B错误．
C、若纸带上开头打出的几点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证，验证重力势能的减小量和动能的增加量是否相等．故C正确．
D、计算某点的瞬时速度时，利用平均速度等于中时刻瞬时速度，不可以利用公式 v=gt，这是理论推导公式，故D错误．
（3）重力势能减小量为：△E_p=mgh=1×9.8×0.2325J=2.28 J．
利用匀变速直线运动的推论，有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.3250-0.1550}{2×0.04}$=2.12m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=2.26 J
由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：（1）BCE；（2）AC；（3）2.28，2.26，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

点评正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据等，会起到事半功倍的效果．
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，注意在答机械能守恒时，必须在前面加上“在误差允许范围内”．

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