Question

【題目】如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律。該裝置中的打點計時器所接交流電源頻率是50Hz。

（1）對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是_____。

A．精確測量出重物的質量

B．兩限位孔在同一豎直線上

C．重物選用質量和密度較大的金屬錘

D．釋放重物前，重物離打點計時器下端遠些

（2）按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。

①重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有______。

A．OA、OB和OG的長度

B．OE、DE和EF的長度

C．BD、BF和EG的長度

D．AC、BF和EG的長度

②用刻度尺測得圖中AB的距離是1.76cm，FG的距離是3.71cm，則可計得當地的重力加速度是________m/s2。（計算結果保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】 BC BD 9.75

【解析】因為在實驗中比較的是mgh、，的大小關系，故m可約去，不需要測量重錘的質量，對減小實驗誤差沒有影響，故A錯誤．為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實驗誤差，故B正確．實驗供選擇的重物應該相對質量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，從而減小實驗誤差，故C正確．釋放重物前，為更有效的利用紙帶，重物離打點計時器下端近些，故D錯誤，故選BC。（2）當知道 OA、OB和OG的長度時，無法算出任何一點的事，故A不符合題意；當知道OE、DE和EF的長度時，利用DE和EF的長度可以求出E點的速度，從求出O到E點的動能變化量，知道OE的長度，可以求出O到E重力勢能的變化量，可以驗證機械能守恒，故B符合題意；當知道BD、BF和EG的長度時，由BD、BF的長度可以求出E點的速度，但無法求出G點的速度，故無法求出E到G點的動能變化量，故C不符合題意；當知道AC、BF和EG的長度時，可以分別求出B點和F點的速度，從而求B到F點的動能變化量，知道BF的長度，可以求出B到F點重力勢能的變化量，可以驗證機械能守恒，故D正確；故選BD。（3）根據，解得：。