题目内容

1．利用如图所示的装置验证机械能守恒定律．
（1）打点计时器应接交流（填“交流”或“直流”）电源．
（2）实验部分步骤如下：
A．按图装置沿竖直方向固定好打点计时器，把纸带下端挂上重物，穿过打点计时器．
B．将纸带下端靠近打点计时器附近静止，先接通电源，再释放纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点．
C．如图2为打出的一条纸带，用刻度尺测出A，B，C与起始点O之间的距离分别为h1，h2，h3．
（3）设打点计时器的周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，则重物下落到B点时的速度v=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$．研究纸带从O下落到B过程中增加的动能△Ek=$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$，减少的重力势能△Ep=mgh2．
（4）由于纸带受到摩擦，实验测得的△Ek小于（填“大于”或“小于”）△Ep．

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）打点计时器应接交流电源．
（2）B、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．
所以将纸带下端靠近打点计时器附近静止，应该先接通电源，后释放纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点．
C、用刻度尺测出纸带上相邻三点A，B，C与起始点O之间的距离分别为h1，h2，h3．
（3）利用匀变速直线运动的推论得
vB=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，
重物增加的动能△Ek=EkB-0=$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$；
重力势能减小量△Ep=mgh=mgh2．
（4）由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，
所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量，
实验测得的△EK小于△EP．
故答案为：（1）交流；
（2）先接通电源，再释放纸带；刻度尺；
（3）$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$；mgh2
（4）小于．

点评 由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．

练习册系列答案
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