Question

【题目】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的交流电荷直流电两种。重锤从高处静止开始下落，重锤上拖着的纸袋打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）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，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。

答：________________________________________________________________________________________________________

（2）某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量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段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为____________，而动能的增加量为____________，（均保留3为有效数字，重锤质量用m表示）。这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量____________动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”）原因是____________；

该同学又在纸带上继续选取计数点D、E、F······后，测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘-h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的-h图象是图中的________________。

Answer 1

【答案】B说法错误，打点计时器应接在交流电源上。

C本实验可以不测重锤的质量。

D说法错误，应先打开电源，在释放纸带 小于 重锤在下落的过程由阻力的作用，减小的重力势能没有全部转化为重锤的动能。 A

【解析】

（1）[1]B说法错误，打点计时器应接在交流电源上。

C本实验可以不测重锤的质量。

D说法错误，应先打开电源，在释放纸带

（2）[2]重锤重力势能的减少量为

[3]打点计时器打下B点的速度，所以重锤增加的动能为

[4]这样验证的系统错误总是使重力势能的减少量小于动能的增加量

[5]重锤在下落的过程由阻力的作用，减小的重力势能没有全部转化为重锤的动能。

[6]由动能定理可得，化简可得，可看出和是正比例关系，所以图象是过坐标原点的直线，故A正确。