如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗*機械能守恆定律．（1...

問題詳情：

如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗*機械能守恆定律．

（1）已準備的器材有打點計時器（帶導線）、紙帶、複寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需要的器材是　 　（填字母代號）

A．直流電源、天平及砝碼    B．直流電源、毫米刻度尺

C．交流電源、天平及砝碼    D．交流電源、毫米刻度尺

（2）實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某同學對實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案，這些方案中合理的是　 　．

A．用刻度尺測出物體下落高度h，由打點間隔數算出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v

B．用刻度尺測出物體下落的高度h，並通過v=計算出瞬時速度v

C．根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等於這點前後相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，並通過h=計算得出高度h

D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據做勻變速直線運動時，紙帶上某點的瞬時速度等於這點前後相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v

（3）安裝好實驗裝置，正確進行實驗*作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如下圖所示．圖中O點為打點起始點，且速度為零．選取紙帶上打出的連續點A、B、C…作為計數點，測出其中E、F、G點距起始點O的距離分別為h1、h2、h3，已知重錘質量為m，當地重力加速度為g，計時器打點週期為T．為了驗*此實驗過程中機械能是否守恆，需要計算出從O點到F點的過程中，重錘重力勢能的減少量△Ep=　     　．動能的增加量△Ek=　   　（用題中所給字母表示）．

（4）實驗結果往往是重力勢能的減少量略大於動能的增加量，關於這個誤差下列說法正確的是　     　．

A．該誤差屬於偶然誤差       

B．該誤差屬於系統誤差

C．可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D．可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

（5）某同學在實驗中發現重錘增加的動能略小於重錘減少的重力勢能，於是深入研究阻力對本實驗的影響．若重錘所受阻力為f，重錘質量為m，重力加速度為g．他測出各計數點到起始點的距離h，並計算出各計數點的速度v，用實驗測得的資料繪製出v2﹣h圖線，如圖2所示．圖象是一條直線，此直線斜率k=　　（用題中字母表示）．已知當地的重力加速度g=9.8m/s2，由圖線求得重錘下落時受到阻力與重錘所受重力的百分比為　 　%．（保留兩位有效數字）

【回答】

解：（1）打點計時器需要使用交流電源，要測量物體下降的高度，以及瞬時速度的大小，所以需要測量點跡間的距離，需要毫米刻度尺；實驗驗*動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，所以不需要測量物體的質量，故不需要天平與砝碼．故選：D．

（2）驗*機械能守恆定律實驗，要用刻度尺測出物體下落的高度h，然後求出物體重力勢能的減少量；重物下落時做勻加速直線運動，根據勻變速直線運動的特點求出瞬時速度，即：紙帶上某點的瞬時速度等於這點前後相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，故ABC錯誤，D正確，故選D；

（3）從O點到F點的過程中，重錘重力勢能的減少量△Ep=mgh2，

到達F點時的速度：vF==，重物動能的增加量：△EK=mvF2=；

（4）實驗結果往往是重力勢能的減少量略大於動能的增加量，這個誤差是系統誤差，無法避免；

系統誤差時由於空氣阻力與摩擦阻力造成的，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差．故選：BD．

（5）由動能定理可知：（mg﹣f）h=mv2，整理得：v2=h，v2﹣h圖象的斜率：k=；

由圖示圖象可知，斜率：k==19.2，已知k=，則：=，阻力與重力之比：=1﹣≈2.0%；

故*為：（1）D；（2）D；（3）mgh2；；（4）BD；（5）；2.0．

知識點：機械能守恆定律

題型：實驗,探究題