Question

在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下器材：A．打点计时器B．低压交流电源（附导线

在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下器材：A．打点计时器B．低压交流电源（附导线）C．天平（附砝码）D．铁架台（附夹子）E．重锤（附夹子）F．纸带G．秒表H．复写纸（1）其中不必要的器材是______；还缺少的器材是______；（2）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2．实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点（静止点），A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.85cm．打点计时器电源为50Hz的交流电．若重锤质量为m，根据以上数据可以求得：当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题可能是______（找出一种原因即可）；（3）如果重锤下落高度为h时对应的速度为v，以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v22?k图线，则图线斜率的数值在理论上等于______．

Answer 1

（1）该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少毫米刻度尺．
（2）当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了△E_p=mgh₂=m×9.80×0.1915J=1.88m．
计数点之间的时间间隔为：T=0.04s；
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度为：
vB＝

h3?h1

2T

＝

(27.85?12.01)×10?2m

2×0.04s

＝1.98m/s
因此重锤动能的增加量为：
△Ek＝

1

2

m

v

2 B

＝

1

2

×m×(1.98)2＝1.96mJ
动能的增加量大于重力势能的减小量原因可能是做实验时先释放了纸带然后再合上打点计时器的电键（或“接通打点计时器是重锤已经具有初速度”、“重锤下落初速度不为零”、“释放纸带时手抖动了”等等）．
（3）根据机械能守恒定律有：mgh=

1

2

mv2，

1

2

v²=gh，因此在

v2

2

-h图象中，图象的斜率为重力加速度．
故答案为：（1）CG，重力加速度；（2）1.88m，1.96m，做实验时先释放了纸带然后再合上打点计时器的电键（或“接通打点计时器是重锤已经具有初速度”、“重锤下落初速度不为零”、“释放纸带时手抖动了”等等）；（3）g（或重力加速度）．