Question

3．用如图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律．

①为了减少纸带与限位孔之间的摩擦阻力带来的误差，打点计时器的两个限位孔中心连线应在一条竖直线上．
②实验操作时，先接通打点计时器电源，再释放纸带．（选填“释放纸带”、“接通打点计时器电源”）
③如图（b）是某次实验的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G是连续的七个点．为验证重锤对应B点和F点时的机械能是否相等，并使数据处理简便，应测量A、C两点间的距离，E、G两点间的距离和B、F两点间的距离．
④若重物质量为0.200kg，B、F间的距离为12.00cm，g取9.8m/s²．对应B到F的下落过程中，重锤重力势能的减少量△E_P=0.235 J（计算结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 纸带与限位孔之间的摩擦是无法避免的，这样做只能减小纸带与限位孔之间的摩擦．实际实验中，重锤要受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力，故重物下落时要克服这些阻力做功，重力势能不能全部转化为动能．

解答 解：（1）为了减少纸带与限位孔间的摩擦阻力带来的误差，打点计时器的两个限位孔中心连线应在一条竖直线上．
（2）实验操作时，先接通打点计时器电源，再释放纸带．
（3）为验证重锤对应B点和F点时的机械能是否相等，需要求出重锤对应于B、F两点的瞬时速度，做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，应测量A、C两点间的距离，E、G两点间的距离和B、F两点间的距离．
（4）重锤重力势能的减少量△E_p=mgh=0.235J．
故答案为：（1）纸带与限位孔之间的摩擦阻力；（2）接通打点计时器电源；释放纸带；（3）A、C；E、G；（4）0.235．

点评 验证机械能守恒是中学阶段的基础实验，要从实验原理出发来理解实验同时注意平时加强练习．