题目内容
2．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．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为g，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端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少
的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．
其中没有必要或操作不恰当的步骤是BCD（填写选项对应的字母）
②如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5．
③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6，并作vn2-hn图象，如图3所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为$m（g-\frac{k}{2}）$．
分析 ①根据实验的原理以及操作中的注意事项确定错误的操作步骤以及不必要的步骤．
②根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
③由于阻力的存在，重力势能的减小量大于动能的增加量，根据图线的斜率求出加速度，结合牛顿第二定律求出阻力的大小．
解答 解：①打点计时器应接在电源的交流输出上，故B错误．
实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量重锤的质量，故C不必要．
实验时应先接通电源，再释放重物，故D错误．
本题选没有必要或操作不恰当的，故选：BCD．
②E点的瞬时速度为：${v}_{E}=\frac{{h}_{6}-{h}_{4}}{2T}$，则E点重锤的动能为：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}$=$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为：△Ep=mgh5．
③由于阻力的存在，重锤减少的重力势能大于动能的增加量．
根据v2=2ah得，图线的斜率k=2a，则a=$\frac{k}{2}$，根据牛顿第二定律得：mg-f=ma，解得阻力为：f=mg-ma=$m（g-\frac{k}{2}）$．
故答案为：①BCD；②$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，mgh5 ；③大于，$m（g-\frac{k}{2}）$．
点评 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，熟练应用匀变速直线运动规律解决实验问题；重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，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．
优生乐园系列答案
新编小学单元自测题系列答案
如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）| A． | 用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈 | |
| B． | 测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表 | |
| C． | 原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副线圈电压大于原线圈电压 | |
| D． | 为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响 |
如图所示是电饭锅的电路示意图，其中定值电阻的阻值为R1，加热用的电热丝的阻值为R2，电饭锅两端的电压为U．在自动开关s断开时，通过电热丝的电流I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，自动开关s闭合时，电饭锅处于加热（填“加热”或“保温”）状态．
《验证机械能守恒定律》的实验装置如图所示，
在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误．
