Question

4．在“验证动能与重力热能的转化和守恒”的实验中，有下述六个步骤：
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C．取下纸带，更换新纸带（或将纸面翻个面），重新做实验
D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带；
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h₁、h₂、h₃、…h_n．，计算出对应的即时速度v_n
F．分别计算出$\frac{1}{2}$mv_n²和mgh_n，比较其在误差允许范围内是否相等
（1）以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是ADBCEF．
（2）$\frac{1}{2}$mv_n²总是＜mgh_n（填“＞”“=”或“＜”），原因是由于重物下落的过程中存在阻力．

Answer 1

分析 是重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功，因此重力势能的减小量大于动能的增加量

解答 解：（1）实验步骤为：将打点计时器竖直固定在铁架台上，将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带，接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，取下纸带，更换新纸带（或将纸面翻个面），重新做实验，选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h₁、h₂、h₃、…h_n．，计算出对应的即时速度v_n，分别计算出$\frac{1}{2}$mv_n²和mgh_n，比较其在误差允许范围内是否相等，故为ADBCEF．
（2）重锤减小的重力势能略大于其增加的动能，其原因是重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功．
故答案为：（1）ADBCEF；（2）大于；  由于重物下落的过程中存在阻力

点评 该实验通过比较△E_P和△E_K的大小关系从而进行验证，我们科结合实验原理记忆我们需要的实验器材和注意事项．