Question

在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中：
（1）產生誤差的主要原因是

 

．
A．重物下落的實際距離大于測量值
B．重物下落的實際距離小于測量值
C．重物的實際末速度v大于gt
D．重物的實際末速度v小于gt
（2）甲、乙、丙三位同學分別得到A、B、C三條紙帶，它們的前兩個點間的距離分別是1.0mm、1.9mm、4.0mm．那么一定存在操作誤差的同學是

 

錯誤的原因是

 

（3）有一條紙帶，各點距A點的距離分別為d₁，d₂，d₃，…，如圖所示，各相鄰點間的時間間隔為T，當地重力加速度為g．要用它來驗證B和G兩點處機械能是否守恒，可量得BG間的距離h=

 

，B點的速度表達式為v_B

 

，G點的速度表達式為v_G

 

，若B點和G點的速度v_B、v_G和BG間的距離h均為已知量，則當

 

=

 

時，機械能守恒．

Answer 1

分析：（1）驗證機械能守恒定律的實驗中產生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦；
（2）當物體自由下落時，第一、二兩點之間的距離為：h=

1

2

gt²≈2mm，由此可得出正確結果；
（3）根據勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以得出B、G兩點的瞬時速度大小，根據功能關系可得出正確表達式．

解答：解：（1）驗證機械能守恒定律的實驗中產生誤差的主要原因是：存在空氣阻力或者限位孔和紙帶之間存在摩擦，使得加速度小于重力加速度，則實際的速度v小于gt．故D正確，A、B、C錯誤．
故選：D．
（2））當物體自由下落時，第一、二兩點之間的距離為：h=

1

2

gt²≈2mm，由此可知乙同學的紙帶最為理想，丙同學所得出的紙帶，開始兩點之間的距離明顯大小2mm，著說明他在操作過程中開始打點時，紙帶已經具有了速度，可能原因是先釋放重物，后接通電源（或釋放紙帶初速度不為零等）．
（3）由圖可知BG間的距離：h=d₆-d₁ 
根據勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，得出B、G兩點的瞬時速度大小分別為：
v_B=

d2

2T

vG=

d7-d5

2T

當動能的增加量等于勢能的減小量時，即：
mgh=

1

2

m

v

2 G

-

1

2

m

v

2 B

即：2g(d6-d1)=

v

2 G

-

v

2 B

=

(d7-d5)2

4T2

-

d 2 2

4T2

故答案為：（1）D，（2）丙，先釋放重物，后接通電源（或釋放紙帶初速度不為零等），（3）d₆-d₁，

d2

2T

，

d7-d5

2T

，2g（d₆-d₁），

(d7-d5)2

4T2

-

d 2 2

4T2

．

點評：解答實驗問題的關鍵是正確理解實驗原理和實驗方法，正確利用所學物理規(guī)律解決實驗問題，熟練應用物理基本規(guī)律，因此這點在平時訓練中要重點加強．