Question

利用图1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

利用图1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______．（选填器材前的字母）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=______．③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是______A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差④在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是______A．释放重锤前，使纸带保持竖直B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v=2gh计算，其中g应取当地的重力加速度D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度⑤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______

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Answer 1

①要验证钩码动能的增加量与重力势能的增加量是否相等，要刻度尺测量下落的高度，从而算出瞬时速度，在纸带处理时需刻度尺，游标卡尺不适用．用打点计时器来算出所用时间，不需要秒表，对于重锤在下落过程中受到阻力越小越好，则为体积小，质量适中的铁球较好．
故选：AC．
②重力势能减小量：△E_p=mgh_B；
匀变速直线运动中时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
v_B=

hC?hA

2T

故动能的增量为：△E_kB=

1

2

mv

2 B

=

m(hC?hA)2

8T2

；
③重力势能的减少量略大于动能的增加量，是无法避免的，属于系统误差，
当受到的摩擦阻力越小时，则系统误差越小．而通过取平均值，只能减小偶然误差，
故选：BD；
④A、在实验过程中，释放纸带前，纸带在竖直，再接通电源后，最后释放纸带；
C、对于某点时重锤的速度v，不能通过公式v=

2gh

计算，否则不是实验的验证，而是理论推导．
D、某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，
故选：ABD．
⑤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，因此画出v²-h图象是A图，
故选：A．
故答案为：①AC；②mgh_B，

m(hC?hA)2

8T2

；③BD；④ABD；⑤A．