如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。
①除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有{#blank#}1{#/blank#}。(选填器材前的字母)
A.大小合适的铁质重锤
B.体积较大的木质重锤
C.刻度尺
D.游标卡尺
E.秒表
② 安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图15所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE ={#blank#}2{#/blank#} m/s。(结果保留三位有效数字)
③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于此误差,下列说法中正确的是{#blank#}3{#/blank#}。
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
④某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是下图中的哪一个{#blank#}4{#/blank#}。(填选填图下对应的字母)
A. B.
C. D.
⑤若不考虑地球的自转,地表附近的物体所受的重力等于其所受的引力。地表附近重力加速度为g。已知若以无穷远处为引力势能零点,距离为r的两个质点M、m之间的引力势能为 ,这一结论可以适用于匀质球体与其外质点,此时r为球心与质点之间的距离。请论证:本实验中的重锤在下落高度为h的过程中,可以认为重锤的重力势能减少量等于其(与地球共有的)引力势能的减少量。{#blank#}5{#/blank#}