Question

（1）用落体法验证机械能守恒定律的实验中，
①运用公式

1

2

mv²=mgh对实验条件的要求是______，为此，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近______．
②下列说法正确的是______
A、要用天平称重锤质量
B、选用质量大的重锤可减少实验误差
C、实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少
D、实验结果总是功能增加略大于重力势能的减少
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图2所示，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s²．
①打点计时器打下记数点B时，物体的速度V_B=______．（结果保留三位有效数字）
②从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=______，动能的增加量△EK=______．（结果均保留两位有效数字）
③在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的△EP也一定略大于△EK，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因______．

Answer 1

（1）①用公式

1

2

mv²=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，
打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
所以有：h=

1

2

gT²=×9.8×0.02² m≈2mm．
②A、根据机械能守恒表达式可知，验证过程不需要测量重锤质量，故A错误；
B、为了减小阻力对其影响，选用重锤时，应该选用质量大体积小重锤的进行实验，故B正确；
CD、由于重锤下落过程中克服阻力做功，因此动能的增加量小于重力势能的减小量，故C正确、D错误．
故选：BC．
（2）①中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=

sAC

2T

=

0.0702-0.0313

2×0.02

m/s=0.972m/s
故答案为：0.972m/s．
②物体重力势能减小量：△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.476J
动能的增加量为：△Ek=

1

2

mvB2=

1

2

×1×0.9722=0.473J
③由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．
故答案为：（1）①物体在只受重力的作用下，初速度为0的运动；2mm．②BC．
（2）①0.972m/s；②0.476J；0.473J；③各种阻力做功，机械能转化为内能．