Question

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律。

（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________（填字母代号）中的器材

A．直流电源、天平及砝码      B．直流电源、毫米刻度尺

C．交流电源、天平及砝码       D．交流电源、毫米刻度尺

（2）若实验中所用重物的质量m=1kg，打点的时间间隔为T=0.02s，取g=9.80m/s² ，按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到O的距离分别为s₁=15.55cm，s₂=19.20cm，s₃=23.23cm如图所示，那么：

纸带的________端与重物相连；（填左或右）

记录B点时，重物的动能E_k=_____________J；从重物开始下落至B点，重物的重力势能减少量是______________ J。（保留三位有效数字）

由此可得出的结论是：_______________________________________________________。

（3）实验小组在实验中发现：重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能。其原因主要是该实验中存在阻力作用，因此该组同学想到可以通过该实验测算平均阻力的大小。则该实验中存在的平均阻力大小

fֿ＝__________ N（保留一位有效数字）。

Answer

D； 左； 1.84； 1.88 在误差允许的范围内机械能守恒； 0.3N

【解析】（1）根据实验要求，除打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物外，还需刻度尺与交流电源，刻度尺来测量点与点间距，而打点计时器需要使用交流电源；故选D.
（2）①根据纸带上从A到C，间距越来越大，则可知，纸带左端与重物相连；

②重力势能减小量为：△Ep=mgh=1×9.8×0.1920 J=1.88J．
利用匀变速直线运动的推论

△Ek=EkB=mvB2=×1×（1.92）2=1.84 J．
由上数据，可得出的结论是：在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒；
（3）利用加速度公式，求得加速度为： ；
由牛顿第二定律得 mg-f=ma，求得：f=m（g-a）=1×（9.8-9.5）=0.3N
点睛：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．同时注意本题关键明确实验原理，能够通过纸带求解重力势能的减小量和动能的增加量，由于阻力的影响，物体实际运动的加速度小于重力加速度；最后掌握牛顿第二定律的应用．