Question

进行“验证机械能守恒定律”的实验：（1）现有以下器材：带铁夹的铁架台，打点计时器以及复写纸、刻度尺

进行“验证机械能守恒定律”的实验：（1）现有以下器材：带铁夹的铁架台，打点计时器以及复写纸、刻度尺、纸带、导线，还需要的器材是______、______；（2）选出一条纸带如图1所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=19.10cm，OC=27.29cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2．甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重物的动能比开始下落时增加了______J．（结果均保留三位有效数字）．　实验结论是______．（3）乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以12v2为纵轴画出了如图2的图线．图线的斜率数值上近似等于（填代号）______A．3.60　　　　　　　　　　　B．9.80　　　　　　　　　　　C．4.90图线未过原点O的原因是______．

Answer 1

（1）打点计时器需要有低压交流电源，测量长度需要刻度尺，验证机械能守恒需要有一个物体，即带铁夹的重物．
（2）从O到B重力做功：W=mgh=1×9.8×0.1910≈1.87J，所以重力势能减少1.87J；
A到B和B到C之间还有一个点，所以两点计数点之间的时间间隔：T=2t=2×0.02s=0.04s
物体在B点时的速度：vB＝

xAC

2T

＝

OC?OA

2T

＝

0.2729?0.1214

2×2×0.02

m/s＝1.86m/s
物体在B点的动能：EkB＝

1

2

m

v

2 B

＝

1

2

×1.00×1.862J＝1.73J
所以可以得出结论：在误差允许范围内，重物的机械能守恒．
（3）若机械能守恒，则：mgh＝

1

2

mv2，
所以斜线的斜率：k＝

△ 1 2 mv2

△h

＝g，故选项B正确；
从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源．
故答案为：（1）刻度尺；带铁夹的重物；低压交流电源；（2）1.87；1.73；在误差允许范围内，重物的机械能守恒；（3）B；操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源