Question

Ⅰ右图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置．
（1）在验证机械能守恒定律的试验中，没有必要进行的操作是______ 
A．用天平测重物的质量
B．用秒表测重物下落的时间
C．用打点计时器记录重物下落的信息
D．用纸带记录测量重物下落的高度
（2）该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，A、B、C为纸带中选取的三个计数点，每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔T=______s，打点计时器在打下计数点B时，物体的下落速度为v_B=______m/s．（小数点后保留两位有效数字）
（3）由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量（选填“＜”，“＞”或“=”）

Answer 1

【答案】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．
根据匀变速直线运动的规律中间时刻速度等于一段过程中的平均速度求出打点计时器在打下计数点B时速度．
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．
解答：解：（1）A、因为我们是比较mgh、mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要测出重物的质量，故A错误．
B、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表．故B错误
C、用打点计时器可以记录重物下落的时间和高度，故C正确．
D、用纸带记录测量重物下落的高度，故D正确．
故选AB．
（2）每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s．
根据匀变速直线运动的规律中间时刻速度等于一段过程中的平均速度得：
v_B==2.36m/s
（3）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．
故答案为：（1）AB  （2）0.1     2.36  （3）＞
点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
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．