实验：验证机械能守恒定律
[基础训练]
1．(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是 ( )
A．只要足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要足够重，又要体积足够小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带
CD 解析 在“验证机械能守恒定律”的实验中，阻力与重力相比越小，实验中的误差就越小，所以选择下落的重物时应既要重，又要体积足够小，即密度要大些，而且还应便于夹紧纸带，故选项C、D正确．
2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度，以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出变化图线，从而验证机械能守恒定律，若所有操作均正确，则得到的v2h图象应是图中的 ( )
C 解析 由mv2＝mgh得v2＝2gh，所以v2∝h，所画v2h图象是一条过原点的直线．
3．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T＝0.02 s，重力加速度g＝9.8 m/s2；重锤的质量为m，已知S1＝0.98 cm，S2＝1.37 cm，S3＝1.76 cm，则记录B点时重锤的动能EkB＝__J，记录C点时重锤的动能EkC＝____J；重锤从B点到C点重力势能变化量是__J，动能变化量是__J.从而可以得出结论：________________________.(计算结果保留三位有效数字)
解析 B点的速度为vB＝＝ m/s＝0.587 5 m/s，所以B点动能为EkB＝mv＝0.173m J，C点的速度为vC＝＝ m/s＝0.782 5 m/s，C点动能为EkC＝mv＝0.306m J，重锤重力势能的变化量是ΔEp＝mghBC＝0.134m J，重锤动能的变化量是ΔEk＝EkC－EkB＝0.133m J．由于存在摩擦阻力，因此重力势能的减少量略大于动能增加量，在误差允许范围内，机械能是守恒的．
答案 0.173m 0.306m 0.134m 0.133m 在误差范围内，机械能守恒
4．利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
A．用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝计算出瞬时速度．
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过h＝计算出高度h.
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.
(1)以上方案中只有一种最合理，最合理的是________．(填入上述相应的字母)
(2)要使该实验误差尽量小，下述注意点正确的是________．(填入下述相应的字母)
A．使重物的质量越大、体积越小就越好，但悬挂时不能拉断纸带
B．选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，可减小阻力影响
C．测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数更准确
D．纸带上留下的点越大越好
E．纸带越长越好
解析 (1)A、B、C中用匀变速直线运动公式求v及h，这样得到的v、h不是实验直接测量数据，不能达到验证机械能守恒定律的目的．(2)纸带太长，会增大阻力做功．
答案 (1)D (2)AB
