如图1是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置.

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  • 解题思路:纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量.

    (1)A、因为我们是比较mgh、[1/2]mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故A正确;

    B、C、打点计时器已记录物体运动的时间,所以不需要用秒表记录时间,故B是不需要的,C是需要的.故B正确,C错误;

    D、实验中需要使用纸带记录物体下降的高度.故D是需要的.故D错误.

    故选:AB

    (2)在实验过程中,为了减小误差,重物应该选质量较大的重锤,其主要原因是可以忽略(或重力远大于阻力),

    开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,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,所以应在释放纸带之前接通打点计时器的电源.

    (3)每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s,

    B点的瞬时速度等于AC之间的平均速度,即打点计时器在打下计数点B时,物体的下落速度为vB=

    XAC

    2T=[0.2050+0.1870/2×0.1]=1.96m/s;

    (4)由于该实验中存在阻力做功,重力势能的减小转化为物体的动能与内能,所以实验测得的重物的重力势能的减少量大于动能的增加量.

    故答案为:(1)AB

    (2)较大,阻力和重力相比,可以忽略(或重力远大于阻力),之前;

    (3)0.1,1.96

    (4)大于

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题.

    要注意单位的换算.

    要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒.