实验:验证机械能守恒定律

1.如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.关于这一实验,下列说法中正确的是( )

A.打点计时器应接直流电源
B.应先释放纸带,后接通电源打点
C.需使用秒表测出重物下落的时间
D.测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度
【答案】D
【解析】打点计时器应接交流电源,故A错误;开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重物,让它带着纸带一同落下,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B错误;我们可以通过打点计时器计算时间,不需要秒表,故C错误;测出纸带上两点迹间的距离,可知重物相应的下落高度,故D正确.
2.某同学设计的“验证机械能守恒定律”实验,操作步骤有:①将打点计时器固定在铁架台上;②松开纸带,重物自由下落;③更换纸带,重复实验几次;④接通电源,打点计时器开始工作;⑤将连接重物的纸带穿过打点计时器.实验操作顺序正确的是( )
A.①②③④⑤ B.⑤④①③②
C.①⑤④②③ D.④⑤①②③
【答案】C
【解析】首先是安装实验的器材,包括:①将打点计时器固定在铁架台上;⑤将连接重物的纸带穿过打点计时器;然后是④接通电源,②放开纸带,为了取得较好的实验效果,还要③更换纸带,重复实验几次,最后是数据处理.所以实验的步骤是①⑤④②③.故选C.
3.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列说法中正确的是( )
A.要用天平称量重物质量
B.选用重物时,同样大小、形状的重物应选重一点的比较好
C.要选用第1、2两点距离接近2 mm的纸带
D.实验时,当松开纸带让重物下落的同时,立即接通电源
【答案】BC
【解析】该实验不需要测重物的质量,A错误.为了减小由于空气阻力带来的实验误差,应选用密度较大的重物,B正确.为使打第1个点时的速度为零,实验时应先接通电源,让打点计时器打点后再释放重物,选取第1、2点间的距离约为2 mm的纸带,C正确,D错误.
4.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重物从高处由静止开始落下,重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重物的质量;
D.释放纸带,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于重物增加的动能.
指出其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤,并说明原因.
【答案】BCD 原因见解析
【解析】仔细分析可知,步骤B是错误的,应该接到电源的交流输出端;步骤D是错误的,应该先接通电源,待打点稳定后再释放纸带;步骤C没必要,根据测量原理,重物的动能和势能中都包含了质量m,可以约去.