Question

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种。质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（g取9.8m/s²）

下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C．松开手释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；

D．测量纸带上某些点间的距离；

E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

（1）其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，请将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。答：                                               

（2）实验中得到如图所示的纸带，根据纸带可计算得知，重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于           J，动能增加量等于         J。（结果保留三位有效数字）

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，其原因主要是                。

Answer

（1）   B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带  

（2）  0.271J （ 0.269～0.275算正确 ）      0.264J  ( 0.261～0.267算正确 ) 

（3）  实验过程中存在摩擦阻力 

【解析】

试题分析：（1）步骤B是错误的:打点计时器使用的是交流电源，因此应该接到电源的交流输出端；步骤C是错误的：本实验要记录重锤运动的全部信息，所以要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。

（2）重力势能减小量为mgh带入数值即可，求动能增大可先通过求CE间的平均速度求得D点速度，再由动能公式求动能增大的值

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，其原因主要是实验过程中存在摩擦阻力

考点：验证机械能守恒定律