题目内容
【题目】某同学用如图甲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，可提供输出电压为6V的交流电和直流电两种，交流电的频率为50Hz，重锤从高处由静止开始下落，在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
(1)他进行了下面几个操作步骤：
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．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是___________,操作不当的步骤是____________。（填选项字母）
(2)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个相邻的计时点。根据纸带上的测量数据，当打B点时重锤的速度为______m/s．（保留3位有效数字）
(3)他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验设计进行了改进，用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。则小铁球通过光电门时的瞬时速度v=____________。如果d、t、h、g存在关系式____________，就可验证机械能守恒定律。
【答案】C B 1.84 
【解析】
(1)[1]由机械能守恒定律可得
两边都有m，可以消去，也就是说没有必要测物体的质量，即没有必要的步骤为C；
[2]打点计时器用的是交流电，应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，则操作不当的步骤是B；
(2)[3]打B点时重锤的速度
(3) [4]小铁球通过光电门时的瞬时速度
[5]若机械能守恒，则：
整理可得
