验证机械能守恒定律
1.(2019·湛江模拟)如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50 Hz。
(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_____。
A.精确测量出重物的质量
B.两限位孔在同一竖直线上
C.重物选用质量和密度较大的金属锤
D.释放重物前，重物离打点计时器下端远些
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图乙所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。
①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_____。
A.OA、OB和OG的长度
B.OE、DE和EF的长度
C.BD、BF和EG的长度
D.AC、BF和EG的长度
②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76 cm，FG的距离是3.71 cm，则可计算得出当地的重力加速度是_________ m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
【解析】(1)因为比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要测量重物的质量，对减小实验误差没有影响，故A错误；为了减小纸带与限位孔之间的摩擦力，图甲中两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确；实验供选择的重物应该是相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确；实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，对减小实验误差没有影响，故D错误。
(2)①由OA、OB和OG的长度测量值，不能求得各点的瞬时速度，从而不能确定两者的动能变化，也无法求解重力势能的变化，故A错误；由OE、DE和EF的长度测量值，依据DE和EF的长度，可求得E点的瞬时速度，从而求得O到E点的动能变化，因知道OE间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒，故B正确；由BD、BF和EG的长度测量值，依据BD和EG的长度，可分别求得C点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，但不能由BF确定重力势能的变化，从而无法验证机械能守恒，故C错误；由AC、BF和EG的长度测量值，依据AC和EG长度，只可分别求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，再由BF间距可求得重力势能的变化，则可验证机械能守恒，故D正确。
②AB的距离是1.76 cm，FG的距离是3.71 cm，由=v·，因此==m/s=0.88 m/s；同理，vFG中时刻==m/s=1.855 m/s；由vFG中时刻=vAB中时刻+g×5T，则有g=m/s2=9.75 m/s2。
答案：(1)B、C (2)①B、D ②9.75
