Question

用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量并计算，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，立即接通电源开关打出一条纸带；

E．测量纸带上某些点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是     （将其选项对应的字母填在横线处）

（2）在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），单位cm．那么：

①纸带的     （选填“左”或“右”）端与重物相连；

②从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△E_p=     J，此过程中物体动能的增加量△E_k=     J （g取9.8m/s²）．

Answer

（1）BCD；（2）①左；②0.49m； 0.48m

【解析】试题分析：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．

【解析】
（1）

B、将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．

C、因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误．

D、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，故D错误．

没有必要进行的或者操作不当的步骤是BCD．

（2）①重物做加速运动，所以开始两点间位移间隔较小，则纸带的左端与重物相连

②从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=mghOB=m×9.8×0.0501=0.49m，

B点速度vB===0.98m/s．

此过程中物体动能的增加量△Ek===0.48m

故答案为：（1）BCD；（2）①左；②0.49m； 0.48m．