Question

【题目】某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。

①下面列举了几个操作步骤：

A. 按照图示的装置安装仪器；

B. 将打点计时器接到电源的6V直流输出端上；

C. 先释放悬挂纸带的夹子，再接通电源开关打出一条纸带；

D. 测量打出的纸带上某些点之间的距离；

E. 根据测量结果计算重锤下落过程减少的重力势能是否等于增加的动能。

上述步骤中操作不恰当的步骤有_______________

②已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m／s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA=70.99cm、hB=78.57cm和hC=86.59cm的值，已知所用重锤质量为0.30kg。（结果保留三位有效数字）

该同学根据以上数据，研究OB段对应的下落过程机械能是否守恒：

重力势能减少量为_________J，动能增加量为__________J

根据计算结果可得到结论：___________________________

③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是：在重锤下落过程存在着阻力的作用。

请你根据纸带上的实验数据，估测在本次试验下落过程中重锤受到的阻力f与重锤重力G的比值：_________（结果保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】 BC 2.31 J 2.28J 在误差允许的范围内重力势能减少量和动能增加量近似相等，物体机械能守恒 0.013

【解析】 (1)B:将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；

C:先接通电源，再释放纸带，打出一条纸带，故C错误；

故选：BC。

(2)根据重力势能的定义式，从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量为：

△EP=mghB=0.3×9.8×0.7857J=2.31J；

利用匀变速直线运动的推论有：

此过程中物体动能的增加量为：△EK=EkB0=2.28J。

在误差范围内，物体减小的重力势能与增加的动能近似相等，机械能守恒。

(3)物体减小的机械能等于克服摩擦力做的功： ， ，f=0.038N，