Question

【题目】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电为学生电源，输出电压为6V（频率为50Hz）的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。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”上

C. 用天平测出重锤的质量

D. 释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带

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或者操作不当的步骤，有_______。

某同学按照正确的操作选得纸带如上图，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm）。

该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9．80m／s2,他用AC段的平均速度作为打出B点时对应的物体的即时速度，则OB段重锤重力势能的减少量为_____，而动能的增加量为_____（计算结果均保留3位有效数字，重锤质量用m表示），造成上述实验结果不相等的原因主要是___________。

Answer 1

【答案】 BCD 1.22m 1.20m 有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能

【解析】试题分析：将打点计时器应该接到接到电源的“交流输出”上，故选项B操作不当；该实验不用测出重锤的质量，因为原理是mgh=mv2，质量可以约掉，选项C不必要；实验时，应该先接通电源开关，再释放悬挂纸带的夹子，故选项C操作不当；测量纸带上某些点间的距离和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都是正确的；故该题选BCD；

OB段重锤重力势能的减少量为mgh=m×9．80m／s2×0．1242m=1．22m（J）；B点的速度为vB==1．55m/s；故动能的增加量为△Ek=mvB2=1．20m（J）；发现，动能的增加量小于重力势能的减少量，其原因是有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能。