Question

6．如圖甲所示為用電火花打點計時器“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置．

（1）關于這一實驗，下列說法中正確的是D．
A．打點計時器應接直流電源
B．應先釋放紙帶，后接通電源打點
C．需使用秒表測出重物下落的時間
D．測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度
（2）除了圖甲中所注明的器材外，實驗中還需要學生電源、導線、刻度尺．
（3）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當地的重力加速度取g=9.80m/s²，重物質量為0.1kg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，打P點時，重物的速度為零，A、B、C為另外3個連續(xù)點．根據圖中的數據，可知重物由P點運動到B點，重力勢能減少量△E_p=4.91．（計算結果保留三位有效數字），若△E_p＞△E_k，造成此誤差的主要原因是重物下落克服阻力做功．

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．
（2）根據原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的實驗器材．
（3）根據下降的高度求出重力勢能的減小量，結合能量守恒分析重力勢能的減小量略大于動能增加量的原因．

解答 解：（1）A、打點計時器應接交流電源，故A錯誤．
B、實驗時應先接通電源，再釋放紙帶，故B錯誤．
C、打點計時器可以記錄時間，不需要用秒表測量時間，故C錯誤．
D、測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度，故D正確．
故選：D．
（2）除了圖甲中所注明的器材外，實驗中還需要學生電源、導線，還需要刻度尺，測量點跡間的距離，從而得出瞬時速度的大小以及求出重力勢能的減小量．
（3）重物由P點運動到B點，重力勢能減少量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.0501J≈4.91J，若△E_p＞△E_k，造成此誤差的主要原因是重物下落克服阻力做功．
故答案為：（1）D；（2）刻度尺；（3）4.91，重物下落克服阻力做功．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理以及誤差形成的原因，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據下降的高度求解重力勢能的減小量．