Question

【題目】某物理興趣小組利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律，當地的重力加速度大小為g。

(1)下列做法可減小實驗誤差的是___________(填字母序號)。

A．先松開紙帶后接通電源

B．用電火花計時器替代電磁打點計時器

C．在鋁錘和鐵錘中，選擇鋁錘作為重錘

(2)在實驗中，質量為m的重錘自由下落，帶動紙帶，紙帶上打出的一系列點，如圖乙所示，O是重錘剛下落時打下的點。已知打點計時器打點的頻率為f，則從打點計時器打下O點到打下B點的過程中，重錘的重力勢能的減少量為___________，動能的增加量為___________；若在實驗誤差允許的范圍內滿足等式___________，則機械能守恒定律得到驗證。

(3)在圖乙所示紙帶上，某同學選取了多個計數點，并測出了各計數點到O點的距離h，算出打點計時器打下各計數點時重錘對應的速度大小v，以v2為縱軸，以h為橫軸若圖線為直線，且其斜率為___________，則可驗證機械能守恒定律。

Answer 1

【答案】B mgh2 2g

【解析】

第一空.先接通電源后松開紙，故A錯誤；用電火花計時器替代電磁打點計時器，紙帶與打點計時間的阻力會更小，故B正確；在鋁錘和鐵錘中，選擇鐵錘作為重錘，阻力會更小，故C錯誤。

第三空.從打點計時器打下O點到打下B點的過程中，重錘的重力勢能的減少量為mgh2；

第四空.打B點時，重物的速度大小為，由于初速度為零，故此過程中，動能的增加量為： ；

第五空.若在誤差允許的范圍之內有重力勢能減少量等于動能的增加量，即gh2＝f2(h3h1)2，則機械能守恒定律得到驗證；

第六空.若重物下落過程中，機械能的減少量與動能的增加量相等，則機械能守恒，即有mv2＝mgh，可得v2=2gh，所以若以v2為縱軸，以h為橫軸，可得圖線為一直線，且斜率為2g。