Question

【題目】用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，已知重力加速度為g，即可驗證機械能守恒定律．

①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；

C．用天平測量出重錘的質量；

D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源開關打出一條紙帶；

E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；

F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內是否等于增加的動能．

其中沒有必要或操作不恰當的步驟是____________（填寫選項對應的字母）

②如圖2所示是實驗中得到一條紙帶，將起始點記為O，并在離O點較遠的任意點依次選取6個連續的點，分別記為A、B、C、D、E、F，量出與O點的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流電的周期為T，設重錘質量為m，則在打E點時重錘的動能為____________，在打O點和E點這段時間內的重力勢能的減少量為__________．

③在本實驗中發現，重錘減少的重力勢能總是______（填“大于”或“小于”）重錘增加的動能，主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，為了測定阻力大小，可算出②問中紙帶各點對應的速度，分別記為v1至v6， 并作vn2—hn圖象，如圖3所示，直線斜率為k，則可測出阻力大小為______________．

Answer 1

【答案】①BCD ②；mgh5； ③ 大于 ；

【解析】試題分析：①步驟B應該將打點計時器接到電源的交流輸出端上；步驟C中沒必要用天平測量出重錘的質量；步驟D中應該先接通電源開關，然后釋放懸掛紙帶的夾子，然后打出一條紙帶；故沒有必要或操作不恰當的步驟是BCD；②在打E點時重錘的速度為：，則在打E點時重錘的動能為：；在打O點和E點這段時間內的重力勢能的減少量為mgh5；

③在本實驗中，重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能；根據vn2=2ahn可知，vn2—hn圖象的斜率k=2a，而mg-f=ma，解得。