Question

为验证机械能守恒，某同学完成实验如下：

该同学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，输出电压为6V的频率为50Hz的交流电荷直流电两种．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．

①他进行了下面几个操作步骤：

A．按图a示安装器件；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；

E．测量纸带上某些点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．

其中没有必要进行的步骤是       ，操作不当的步骤是         ．

②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s₁、s₂、s₃、s₄写出重物由B点到D点重力势能减少量的表达式     ，动能增量的表达式        ．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是     （填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量．

③该同学根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以纵轴、以h为横轴画出图象，应是图中的

Answer

（1）C, B （2）， ，小于 （3）C

【解析】试题分析: （1）B、将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，操作不当．C、因为我们是比较mgh与的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．故答案为C，B．

（2）重物由B点到D点势能减少量的表达式为，B点的速度，D点的速度，则动能的增加量．由于重锤下落时要克服阻力做功，有内能产生，根据能量守恒定律知，该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量．

（3）根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出的图象，根据，构成正比例函数，斜率，所以应是图中的C．

考点：考查验证机械能守恒定律．

【名师点睛】解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的，了解具体操作，同时加强应用物理规律处理实验问题的能力，注意图象斜率的含义，及有效数字的认识．