Question

【題目】利用如圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．

(1)除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有____________．（選填器材前的字母）

A.大小合適的鐵質(zhì)重錘

B.體積較大的木質(zhì)重錘

C.秒表

D.刻度尺

(2)圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離如圖所示，重錘質(zhì)量m=1kg，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g=9.8m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為0.02s．從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量△Ep=__J，重錘動(dòng)能的增加量△Ek=____J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是____________．

A.釋放重錘前，應(yīng)使紙帶保持豎直

B.做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先釋放重錘，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

C.為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，再根據(jù)公式計(jì)算，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>

D.用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>

(4)某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，通過描繪v2﹣h圖象去研究機(jī)械能是否守恒．若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2﹣h圖象是圖3中的哪一個(gè)____

Answer 1

【答案】 AD 0.479 0.470 AD A

【解析】①要驗(yàn)證鉤碼動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的增加量是否相等，要刻度尺測(cè)量下落的高度，從而算出瞬時(shí)速度，在紙帶處理時(shí)需刻度尺，游標(biāo)卡尺不適用．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)算出所用時(shí)間，不需要秒表，對(duì)于重錘在下落過程中受到阻力越小越好，則為體積小，質(zhì)量適中的鐵球較好．故選：AC．
②重力勢(shì)能減小量：△Ep=mghB=1×9.8×0.0489=0.479J
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，因此有：

故動(dòng)能的增量為： ；
③釋放重錘前，應(yīng)使紙帶保持豎直，選項(xiàng)A正確；做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重錘某點(diǎn)的速度是通過紙帶上相鄰兩點(diǎn)的距離與對(duì)應(yīng)的時(shí)間比來(lái)求解的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度值，選項(xiàng)D正確；故選AD.

④若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，根據(jù)動(dòng)能定理，則有：mgh-fh=mv2；解得：v2=（2g-）h，因此畫出v2-h圖象是A圖.