Question

用如图1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的交流电和直流电两种．质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（g取9.8m/s²）



（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．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．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．
将其中操作不当的步骤对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．
①______  ②______
（2）实验中得到如图2所示的纸带，根据纸带可得重锤从B点到D点重力势能的减少量等于______，动能的增加量等于______．（结果保留三位有效数）
（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______．

Answer 1

（1）①B、、电火花和电磁计时器都使用交流电源．
②C、实验时，应先接通打点计时器电源后释放重物，由于重物运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．
（2）重力势能减小量等于△E_p=mgh=0.300×9.8×（0.0442+0.0480）J=0.271  J．
利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

tAC

=

(0.0403+0.0442)m

2×0.02s

=2.11m/s
v_D=

xCE

tCE

=

(0.0480+0.0518)m

2×0.02s

=2.49m/s
E_kB=

1

2

mv_B²，E_kD=

1

2

mv_D²
△E_k=E_kD-E_kB=0.264J
（3）由于实验过程中摩擦阻力的存在，重力势能有一部分转化给了摩擦阻力做功产生的内能．
故答案为：（1）①B  ②D
（2）0.271J．  0.264J
（3）由于实验过程中摩擦阻力的存在产生误差．