Question

【題目】某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

(1)實驗中根據打點計時器打出的紙帶，下列物理量中，不利用公式計算就能直接得到的是________

A.時間間隔 B.速度 C.加速度

(2)他進行了如下操作，其中沒有必要進行的步驟是________，操作不當的步驟是________

A.按照圖示的裝置安裝器材

B.將打點計時器連接到交流電源上

C.用天平測出重物的質量

D.將連有重物的紙帶穿過打點計時器的限位孔

E.先釋放紙帶，后接通電源

(3)該同學用如圖1所示的實驗裝置做驗證機械能守恒定律的實驗。實驗時讓重物從高處由靜止開始下落，重物上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點。已知紙帶上相鄰兩個點的時間間隔為T，當地的重力加速度g，測出所用重物的質量為m。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個點記作O，另選連續的3個點A、B、C作為測量的點。經測量知道OA=h1、OB=h2、OC=h3.根據以上數據可以算出由O點至B點的過程中，重物重力勢能的減少量等于________，動能的增加量等于________（用題中所給字母表示）

(4)在用圖所示裝置做驗證機械能守恒定律實驗時，發現重物減少的重力勢能總是大于重物增加的動能，造成這種現象的原因是________

A.選用的重物質量太大
B.重物的質量測量不準確

C.摩擦阻力和空氣阻力的影響
D.處理紙帶時實驗數據測量不準確

(5)實驗中該同學進行拓展研究，若不計阻力，讓重物從離地面高為h0處自由下落，該同學嘗試畫出了重物距離地面的高度h與速度v的關系圖像。下列四個圖中，能正確表示重物距離地面的高度h與速度v的關系的是_______

Answer 1

【答案】A C E mgh2 C C

【解析】

(1)[1]時間間隔是通過打點計時器直接得出的，不需要公式計算，而加速度和速度都需要根據打出的點結合勻變速直線運動推論計算得出，故A正確。

(2)[2]由于在驗證過程中，質量在等式兩邊抵消，所以不需要測量質量，故C不必要。

[3]為了有效利用紙帶，應先接通電源，后釋放紙帶，故E操作不當。

(3)[4]重物的重力勢能減小量

根據勻變速直線運動平均速度推論可得在B點的速度為

[5]故物體的動能增加量為

(4)[6]實驗中，發現重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現象的主要原因是克服空氣對重物和打點計時器對紙帶的阻力做功，故C正確。

(5)[7]根據可得

結合圖像可知C正確。