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，电磁打点计时器以及复写纸、纸

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，电磁打点计时器以及复写纸、纸带，导线，还需要的器材是______、______、______；（2）下列选项中，属于系统误差的是______；属于偶然误差的是______；A．打点计时器对纸带的阻力 B．测量纸带上的点距时存在的误差C．测量点距时，将6个点误计为7个点D．用秒表测量下落时间，由公式h=12gt2算出重物下落的高度E．重物和纸带下落过程中受到空气阻力（3）选出一条纸带如图所示，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______．

Answer 1

（1）要验证重物动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，即看是否有这样的关系

1

2

mv2＝mgh．要有带铁夹的重物，但质量可以约去，不需要天平，要测量重物下落的高度和瞬时速度，在纸带处理时需刻度尺．用电磁打点计时器需要低压交流电源．
（2）A．打点计时器对纸带的阻力会使物体重力势能的减小量大于物体动能的增加量，是实验的原理中的一种缺陷，所以它是系统误差；
B．测量纸带上的点距时存在的误差带有一定的偶然性，与测量的人、测量的方法等有关，属于偶然误差；
C．测量点距时，将6个点误计为7个点属于计算过程的错误，不属于误差．
D．该实验中，不用秒表测量下落时间，也不是使用公式h=

1

2

gt2算出重物下落的高度．该选项与题目的要求无关．
E．重物和纸带下落过程中受到空气阻力会使物体重力势能的减小量大于物体动能的增加量，是实验的原理中的一种缺陷，所以它是系统误差；
（3）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

＝

0.2729?0.1241

0.08

=1.86m/s
物体在B点的动能：EKB＝

1

2

mvB2＝

1

2

×1×1.862＝1.73J
比较重力势能的减小量和动能的增加量可得实验的结论为：在误差允许范围内，重物的机械能守恒．
故答案为：（1）刻度尺；带铁夹的重物；低压交流电源；（2）AE；B
（3）1.87；1.73；在误差允许范围内，重物的机械能守恒；