Question

【題目】如圖為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

（1）某同學(xué)按照正確操作選的紙帶如圖所示，其中O是起始點(diǎn)，A、B、C 是打點(diǎn)計時器連續(xù)打下的3個點(diǎn)，打點(diǎn)頻率為50Hz，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C 各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm），重錘的質(zhì)量為，重力加速度。根據(jù)以上數(shù)據(jù)當(dāng)打點(diǎn)計時器打到B點(diǎn)時，重物重力勢能的減少量為______，動能的增加量為______J 。（要求計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（2）通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。從紙帶上選取多個點(diǎn)，測量從起始點(diǎn)O到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計算各點(diǎn)速度的平方，然后以為縱軸，以下落高度h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線。若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，圖線是一條過原點(diǎn)的直線，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律，則圖線斜率表示的物理量是______。

（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，以下說法正確的是______

A．實(shí)驗(yàn)中摩擦不可避免，紙帶越短克服摩擦做功越小，因此，實(shí)驗(yàn)選取紙帶越短越好

B．實(shí)驗(yàn)中用天平稱出重物的質(zhì)量是必不可少的步驟

C．測出重物下落時間t，通過計算出瞬時速度

D．若紙帶前面幾點(diǎn)較為密集且不清楚，可以舍去前面比較密集的點(diǎn)，合理選取一段打點(diǎn)比較清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證

Answer 1

【答案】0.550；0.545；重力加速度；D；

【解析】

（1）當(dāng)打點(diǎn)計時器打到B點(diǎn)時，重物重力勢能的減少量為：

△Ep＝mgh＝0.1×9.8×56.10×102J≈0.550J．
B點(diǎn)的速度為：，
則動能的增加量為：△Ek＝mvB2＝×0.1×3．32J≈0.545J．
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒有：mgh=mv2，則v2＝gh，圖線斜率表示的物理量是重力加速度g．
（3）實(shí)驗(yàn)中摩擦不可避免，紙帶越短克服摩擦做功越小，但是紙帶不是越短越好，故A錯誤．驗(yàn)證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，可以不測量重物的質(zhì)量，故B錯誤．不能根據(jù)v=gt求出瞬時速度，否則就默認(rèn)了機(jī)械能守恒，失去驗(yàn)證的意義，故C錯誤．若紙帶前面幾點(diǎn)較為密集且不清楚，可以舍去前面比較密集的點(diǎn)，合理選取一段打點(diǎn)比較清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證，故D正確．故選D．