Question

用如图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落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为，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端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．

其中没有必要或操作不恰当的步骤是______（填写选项对应的字母）

②如下图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为，并在离点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为、、、、、，量出与点的距离分别为、、、、、，使用交流电的周期为，设重锤质量为，则在打点时重锤的动能为______，在打点和点这段时间内的重力势能的减少量为______

③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______ （填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为至， 并作图象，如图所示，直线斜率为，则可测出阻力大小为______．

Answer

①BCD②③大于

【解析】试题分析：①将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；因为我们是比较、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误；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。

②在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量，利用匀变速直线运动的推论。

③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用；重锤下落过程中，受到重力和阻力作用，根据牛顿第二定律得：，重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小。

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】明确实验原理、实验目的，了解具体操作，掌握匀变速直线运动规律以及牛顿第二定律在具体实验中的应用，要提高应用基础知识解决实验问题的能力。