Question

利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁

利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有______．（选填字母）A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．游标卡尺 E．秒表（2）图2是实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量|△Ep|=______，动能的增加量△Ek=m(hC?hA)28T2m(hC?hA)28T2．（3）实验结果总是重力势能的减少量略大于动能的增加量，对于这个误差产生的主要原因是______（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图象去研究机械能是否守恒．若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图象是图3中的哪一个______





Answer 1

（1）实验中为了减小阻力的影响，重锤选择合适的铁质重锤．需要测量某点的瞬时速度，则需测量点迹间的距离，所以还需刻度尺．打点计时器就是记录时间的器材，所以不需要秒表，实验中不需要游标卡尺．故选：AC．
（2）B点的瞬时速度为：vB＝

xAC

2T

＝

hC?hA

2T

，
则动能的增加量为：△E_k=

1

2

mv_B²=

1

2

m（

hC?hA

2T

）²=

m(hC?hA)2

8T2

．
重锤重力势能的减少量为：|△E_p|=mgh_B，
（3）实验结果总是重力势能的减少量略大于动能的增加量，对于这个误差产生的主要原因是由于空气阻力作用；
（4）若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，
根据动能定理，则有：mgh-fh=

1

2

mv²，
解得v²=（2g-

2f

m

）h，可知v²-h图线是一条过原点的倾斜直线．故选：A．
故答案为：（1）AC；（2）mgh_B，

m(hC?hA)2

8T2

；（3）空气阻力作用；（4）A