问题 填空题

如图为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题

(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有______.

(填入正确选项前的字母)

A.米尺

B.秒表

C.0~12V的直流电源

D.0~12V的交流电源

(2)该同学在实验中打出的一条纸带如图所示,其中A、B、C和D、E、F分别是在纸带上不同位置连续选取的3个打印点(其他点未标出).用刻度尺量出AC、BE、DF的距离分别为x1=3.84cm,x2=40.01cm,x3=11.80cm,重锤的质量m=0.5kg,电源的频率f=50Hz,重力加速度g取9.80m/s2.根据以上数据可知,重锤由B点运动到E点的过程中,重力势能减少了______J,动能增加了______J.(保留三位有效数字)

(3)根据第(2)问的结果,可以得到的结论是:______

(4)实验中误差产生的原因有______.(至少写出一个原因)

答案

(1)打点计时器需接0~12V的交流电源,测量瞬时速度以及下降的距离需要米尺.打点计时器可以测量时间,不需要秒表.故选AD.

(2)重力势能的减小量△Ep=mgx2=0.5×9.8×0.4001J=1.96J.

B点的瞬时速度vB=

x1
2T
=
0.0384
0.04
m/s=0.96m/s,vE=
x3
2T
=
0.1180
0.04
m/s=2.95m/s
,则动能的增加量EK=
1
2
m(vE2-vB2)
=
1
2
×0.5×(2.952-0.962)≈1.95J

(3)结论是在误差允许的范围内,重锤下落过程中减少的重力势能等于它增加的动能.

(4)实验产生误差的原因是纸带与打点计时器之间有摩擦.

故答案为:(1)AD         (2)1.96,1.95     

(3)在误差允许的范围内,重锤下落过程中减少的重力势能等于它增加的动能,或重锤在下落过程中的机械能守恒.               

(4)纸带与打点计时器之间有摩擦,重锤下落过程中受到空气阻力等.

单项选择题
单项选择题