题目内容

9．某小组利用重锤的自由落体运动来做“验证机械能守恒定律”的实验
（1）纸带将被释放瞬间的四种情况如照片所示，其中最符合实验要求的是D．

（2）实验小组选择了一条点迹清晰的纸带如图所示，打点计时器所用电源的频率是50Hz，在纸带上打出的第一个点记为O，已知当地重力加速度g=9.8m/s2，若重锤的质量为1kg，结合图中数据，可知打点计时器打下O点开始到打下A点的过程中，重锤的重力势能的减少量等于0.853J；动能的增加量等于0.845J（小数点后面保留三位数字）．本实验中重力势能的减少量大于动能增加量的原因是克服阻力做功（说出一条即可）．
  

分析 为了纸带有效地使用，重物应紧靠打点计时器，为了减小阻力的影响，纸带应竖直，手抓着纸带的上方；
根据重力势能和重力做功之间的关系，可以求出重力势能的减小量，根据初末速度的大小可以求出动能的增加量；重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．

解答 解：（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故D正确，A、B、C错误；
（2）重力势能的减小量等于重力做功，故有：△EPA=mghOA=1×9.8×0.087=0.853J；
根据匀变速直线运动规律，A点的速度为：vA=$\frac{h}{2T}$=$\frac{0.114-0.062}{2×0.02}$=1.3m/s
所以动能的增量为：△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$-0=0.845J
由于重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，因此系统重力势能的减小量大于动能的增加量．
故答案为：（1）D，（2）0.853；0.845；克服阻力做功．

点评 考查验证机械能守恒定律时，要注意减小一切阻力，只有重力做功，重物机械能才守恒．注意重物应紧靠打点计时器；
熟练应用运动学规律处理问题，要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，明确功能关系．

练习册系列答案
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