Question

如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題．
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有

AD

．（填入正確選項前的字母）
A．米尺
B．秒表
C.4～6V的直流電源
D.4～6V的交流電源
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中操作不當的步驟是

B

．
（3）實驗中誤差產生的原因有

紙帶與打點計時器之間有摩擦，重錘下落過程中受到空氣阻力等．

．（寫出兩個原因）
（4）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度．的數值．根據打出的紙帶，選取紙帶上連續的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如下圖所示．使用交流電的頻率為，則計算重錘下落的加速度的表達式a=

(s3+s4-s1-s2)f2

4

．（用sΘ、sΡ、s?、s⊥及?表示）

Answer 1

分析：根據使用的原理確定實驗的器材，以及錯誤的步驟，誤差形成的原因．根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度的表達式．

解答：解：（1）電磁打點計時器需接4-6V的交流電源，以及需要用米尺測量距離．故選AD．
（2）不當的步驟是B，打點計時器不能接直流電源，應接交流電源．
（3）實驗中誤差產生的原因有：紙帶與打點計時器之間有摩擦，重錘下落過程中受到空氣阻力等．
（4）根據逐差法，a1=

s3-s1

2T2

，a2=

s4-s2

2T2

，則a=

a1+a2

2

=

s3+s4-s1-s2

4T2

=

(s3+s4-s1-s2)f2

4

．
故答案為：（1）AD，（2）B （3）紙帶與打點計時器之間有摩擦，重錘下落過程中受到空氣阻力等．（4）

(s3+s4-s1-s2)f2

4

．

點評：解決本題的關鍵掌握實驗的原理，知道誤差形成的原因．