实验：验证机械能守恒定律
基础达标
一、选择题(在每小题给出的4个选项中，第1～2题只有一项符合题目要求；第3～4题有多项符合题目要求)1.在验证机械能守恒定律实验时，发现重物减小的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是( )
A．选用重物的质量过大
B．选用重物的质量过小
C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不仔细，实验数据测量不准确
【答案】C
【解析】由于在重物下落的过程中，空气阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦力不可避免，所以有部分重力势能克服阻力做功转化为其他形式的能量，使得减小的重力势能总是大于重物增加的动能，所以C正确，A、B、D错误．
2．在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是( )
A．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源
B．必须用秒表测出重锤下落的时间
C．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源
D．选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差
【答案】D
【解析】如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故A错误；实验过程不需要使用秒表，故B错误；实验结束应立即切断电源以防仪器的损坏，然后再取下固定在重物上的打好点的纸带，故C错误；选取重物时，其质量适当大点，可以减小因阻力而产生的误差，故D正确．
3．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度．在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是( )
A．用天平测出物体的质量
B．测出A、B两点间的竖直距离
C．利用mv－mv算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量
D．验证v－v与2gh是否相等
【答案】AC
【解析】物体重力势能减少量为mgh，动能增加量为mv－mv，计算gh和v－v，如果在实验误差允许的范围内gh＝v－v，则机械能守恒定律得到验证．综上应选AC．
4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有( )
A．用天平称出重物的质量
B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度
D．用秒表测出重物下落的时间
【答案】AD
【解析】在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh和动能增加量mv2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh＝mv2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh＝v2成立即可，故无须测质量，A选项多余．对D选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此D选项也多余．
