Question

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，能输出电压为6V的交流电和直流电．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，对纸带上某些点的点间距离进行测量，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．先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源开关，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点的点间距离；
F．根据测量的结果，计算重锤下落过程中重力势能的减少量是否等于动能的增加量．
没有必要或者操作不当的步骤是

BCD

．（填选项对应的字母）
（2）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现：
重锤重力势能的减小量总是

大于

 （填“大于”、“小于”、或“等于”）重锤动能的增加量，其原因主要是

在重锤下落的过程中存在阻力作用

．

Answer 1

分析：（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，只有理解了这些才能真正了解具体实验操作的含义；
（2）本实验存在着不可避免的误差，如空气阻力，纸带与限位孔之间的阻力等，因此重力势能的减小量总是大于重锤的动能的增加量．

解答：解：（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：因为我们是比较mgh、

1

2

mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误．
D：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选BCD．
（2）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量；若重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤A中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，导致摩擦力太大，应该是导致误差太大的主要原因．
故答案为：大于，在重锤下落的过程中存在阻力作用．

点评：只有明确了实验原理以及实验的数据测量，才能明确各项实验操作的具体含义，这点要在平时训练中加强练习．