Question

【題目】某同學在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，實驗裝置如圖甲所示.

(1)該同學開始實驗時的情形如圖乙所示，接通電源釋放紙帶開始實驗.請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當的地方是：①___________________；②___________________。

(2)根據紙帶算出相關各點的速度v，量出下落距離h，以為縱軸，畫出的圖像應是圖中的______.

(3)將錯誤或不當的地方改正后，打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，該同學選取如圖丙所示的一段紙帶，O是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個打下的點(圖中未標出)，各計數點到O點的距離如圖所示,他對OC段進行研究．在重物下落高度的過程中，重物減小的重力勢能_______J，增加的動能_______ J (，重力加速度，結果保留3位有效數字).

Answer 1

【答案】 打點計時器接的直流電源 重物離打點計時器太遠 C 2.19 2.12

【解析】（1）本實驗要求采用打電計時器，而打點計時器采用的是交流電源，而本實驗中采用了直流電源；同時，由于加速度較大，故紙帶應在1米左右，且應讓重物緊靠打點計時器，而本實驗中離打點計時器太遠，故錯誤為：①打點計時器接了直流電源；②重物離打點計時器太遠；
（2）利用圖線處理數據，從理論角度物體自由下落過程中機械能守恒可以得出： ，即，所以以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，也就是圖中的C．

（3）重力勢能的減小量為： ．C點的瞬時速度為： ，
則動能的增加量為：