Question

用如图1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，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为g，即可验证机械能守恒定律．

①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端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．

其中没有必要或操作不恰当的步骤是____________（填写选项对应的字母）

②如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出与O点的距离分别为、、、、、，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为_______，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为______．

③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为至， 并作图象，如图3所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为________．

Answer

①BCD ②③大于

【解析】试题分析：①打点计时器应该接在低压交流电源上；据可得，所以重锤质量不用测量；先让打点计时器工作稳定了在释放纸带；②E点速度为：带入动能公式：；从O点到E点的高度为，所以减少的重力势能为：；③由于纸带与打点计时器之间有摩擦，会导致动能减少，所以减少的重力势能会大于重锤增加的动能；由于纸带受到摩擦力，所以有：，得，即。

考点：机械能守恒定律验证、打点计时器的应用

【名师点睛】（1）、纸带上某点的速度计算：据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该段时间的平均速度，即；

（2）、纸带下落过程中与打点计时器有摩擦，摩擦力做负功，导致重锤减少的重力势能要大于增加的动能；

（3）、据可得图象中，斜率为：。