Question

某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”．打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg．

（1）下面是他实验时的操作步骤：
A．按照图1所示的装置安装器件；
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．先释放纸带，然后再接通电源；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能；
G．改换纸带，重做几次．
其中没有必要或操作不恰当的步骤是______；
（2）若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到第一个点的距离如图2所示，那么：
①纸带的______（左、右）端与重物相连
②从打下计数点A到打下计数点C的过程中重力势能的减少量△E_p=______（保留两位有效数字）；
③猜测：动能的增加量△E_k最有可能______势能的减少量△E_p（填“＞、=、＜）．
（3）重锤在下落的过程中，如果所受阻力均忽略不计，h代表下落的距离，E_k代表动能，E_P代表势能，
E代表机械能，以水平桌面为参考面，下列图象不正确的是______．

Answer 1

（1）B、应将打点计时器接到电源的交流输出端上，故B操作不恰当；
C、因为我们是比较mgh、

1

2

mv²的大小关系，故m可约去比较，所以不需要用天平测量出重锤的质量；
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重锤下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故D操作不恰当．
故没有必要或操作不恰当的步骤是：BCD．
（2）①重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物；
②根据功能关系可知，从打下计数点A到打下计数点C的过程中，重锤的重力势能的减少量为：
△E_P=mg△h=1.0×9.80×（0.0702-0.0313）J=0.38J
③因为实验中有阻力作用，所以减小的重力势能大于增加的动能．
（3）A、由动能定理：E_P=mgh，则E_K=E-mgh，故动能E_k与h的图象为倾斜的直线，故A错误；
B、E_P=E-

1

2

mv²，所以势能E_P与速度v的图象为开口向下的抛物线，故B正确；
C、由机械能守恒定律：E_P=E-E_K，故势能E_P与动能E_k的图象为倾斜的直线，故C错误；
D、重锤在下落的过程中，如果所受阻力均忽略不计，机械能守恒，即E不随h改变，故E与h的关系图象应该是平行于h轴的直线，故D错误．
故选：B．
故答案为：（1）BCD；（2）①左；②0.38；③＜；（3）B．