Question

如图1所示的装置，可以用来验证机械能守恒定律，也可以用于测定重力加速度．在进行实验时得到的纸带如图2所示（相邻两点间的时间为T），请根据实验和纸带，回答下列问题：由纸带得到重力加速度的表达式g=______．在验证机械能守恒定律的实验中：
（1）研究对象是自由下落的重物，除下述器材：铁架台、打点计时器、纸带、重物、夹子外，还需要仪器是______．
（2）做此实验时，有同学按以下步骤进行：
①固定好打点计时器，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让手尽量靠近打点计时器．
②松开纸带，接通电源，开始打点，并重复几次，取得几条打点纸带．
③取下纸带，挑选一条清楚的纸带，记下起始点O点，在离O点较近处选择几个连续计数点，计算出各点的速度值．
④测出各点距O点的距离，即为下落高度．
⑤用天平称出物体的质量．
⑥计算出mgh_n和mv_n²/2，看是否相等．
在上述步骤中，多余的是______，有错误的是______．
（3）当打点计时器打到点C时，物体的动能表达式为：______．物体从O到C，重力势能的减少量表达式为______．若两式相等或基本相等，则验证了机械能守恒定律．

Answer

（1）物体的下落是匀加速运动，可用逐差法求解加速度．实验时我们要测h和速度v，根据原理分析需要的实验器材即可．
（2）根据实验原理与操作步骤一一分析：①应让重物从靠近打点计时器处释放；②先接通电源后释放纸带；③取点迹清晰的几个点，算出一个瞬时速度即可；⑤验证：mgh与的关系，m约掉了，不需要测量m
（3）动能的表达式是，算出C点速度代入即可，重力势能的减少量表达式为mgh，量出O到C的距离h代入即可．
【解析】
设AB段位移为x1，BC段位移为x2，由x2-x1=aT2得：
S3-S2-（S2-S1）=gT2
解得：g=
（1）实验时我们要测h和速度v，根据原理分析需要的实验器材，除列出的器材外，还要打点计时器的电源：低压交流电源，和测下落高度和位移时需要的：刻度尺．
（2）根据实验原理与操作步骤一一分析：①应让重物从靠近打点计时器处释放；②先接通电源后释放纸带；③取点迹清晰的几个点，算出一个瞬时速度即可；⑤验证：mgh与的关系，m约掉了，不需要测量m
所以在上述步骤中，多余的是⑤，有错误的是 ①②③．
（3）vC=
所以：物体的动能表达式为：
重力势能的减少量表达式为：mgh=mgS3．
故答案为：；（1）低压交流电源、刻度尺；（2）⑤；①②③；（3）；mgS3