Question

【題目】某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

①下面列舉了幾個操作步驟：

A. 按照圖示的裝置安裝儀器；

B. 將打點計時器接到電源的6V直流輸出端上；

C. 先釋放懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關打出一條紙帶；

D. 測量打出的紙帶上某些點之間的距離；

E. 根據測量結果計算重錘下落過程減少的重力勢能是否等于增加的動能。

上述步驟中操作不恰當的步驟有_______________

②已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地重力加速度為g=9.80m／s2。實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示。紙帶上的第一個點記為O，另選連續的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離hA=70.99cm、hB=78.57cm和hC=86.59cm的值，已知所用重錘質量為0.30kg。（結果保留三位有效數字）

該同學根據以上數據，研究OB段對應的下落過程機械能是否守恒：

重力勢能減少量為_________J，動能增加量為__________J

根據計算結果可得到結論：___________________________

③在驗證機械能守恒定律的實驗中發現，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是：在重錘下落過程存在著阻力的作用。

請你根據紙帶上的實驗數據，估測在本次試驗下落過程中重錘受到的阻力f與重錘重力G的比值：_________（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 BC 2.31 J 2.28J 在誤差允許的范圍內重力勢能減少量和動能增加量近似相等，物體機械能守恒 0.013

【解析】 (1)B:將打點計時器應接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤；

C:先接通電源，再釋放紙帶，打出一條紙帶，故C錯誤；

故選：BC。

(2)根據重力勢能的定義式，從點O到打下計數點B的過程中，重錘重力勢能減小量為：

△EP=mghB=0.3×9.8×0.7857J=2.31J；

利用勻變速直線運動的推論有：

此過程中物體動能的增加量為：△EK=EkB0=2.28J。

在誤差范圍內，物體減小的重力勢能與增加的動能近似相等，機械能守恒。

(3)物體減小的機械能等于克服摩擦力做的功： ， ，f=0.038N，