Question

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，有位同学按以下步骤进行实验操作：
A．用天平称出重锤和夹子的质量
B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
C．接通电源，松开纸带，开始打点．并如此重复多次，以得到几条打点纸带
D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下第一个打下的点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点
E．测出纸带上各个计数点到O点的距离，得到这些点对应时刻重锤下落高度
F．利用测量数据，计算出这些点对应时刻的物体速度
G．利用上述数据，计算各点对应的重力势能减少量和动能增量，并进行比较
以上步骤中，不必要的步骤是

A

（填写代表字母）；
有错误或不妥的步骤是

BD

 （填写代表字母）．
（2）某同学用正确的步骤和操作进行试验，得到一条清晰的纸带，电源频率为50赫兹，O为打下的第一个点（初速度为零），各相邻的点间距如图所示，已知当地的重力加速度为9.8m/s²，重锤质量为1.0kg，则从O到C这段时间内，重锤重力势能的减少量为

8.25

J，重锤动能的增加量为

8.00

J．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析：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．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答：解：（1）不必要的步骤是：A、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A错误．
故选A．
有错误或不妥的步骤是：B、固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，让纸带下端尽量靠近打点计时器，以便测出更多的数据，以减小误差．故B错误．D、取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下第一个打下的点O，在纸带中间处选择几个连续计数点，不要离计数点较近，以便减小测量误差．故D错误．
故选BD．
（2）从O到C这段时间内，重锤重力势能的减少量为△E_p=mgh=1×9.8×0.8421m J=8.25J．
利用匀变速直线运动的推论
v_C=

xAE

tAE

=

(15.24+16.76)cm

4×0.02s

=4.00m/s
E_kC=

1

2

mv_C²=8.00  J．
故答案为：（1）A；BD（2）8.25　　8.00

点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
要注意单位的换算和有效数字的保留