Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電為學生電源，輸出電壓為6V（頻率為50Hz）的交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落，打點計時器在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律。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”上

C. 用天平測出重錘的質量

D. 釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶

E．測量紙帶上某些點間的距離

F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能

其中沒有必要進行的或者操作不當的步驟，有_______。

某同學按照正確的操作選得紙帶如上圖，其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續打下的3個點。用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）。

該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當地的重力加速度g=9．80m／s2,他用AC段的平均速度作為打出B點時對應的物體的即時速度，則OB段重錘重力勢能的減少量為_____，而動能的增加量為_____（計算結果均保留3位有效數字，重錘質量用m表示），造成上述實驗結果不相等的原因主要是___________。

Answer 1

【答案】 BCD 1.22m 1.20m 有摩擦生熱，減少的重力勢能一部分轉化為內能

【解析】試題分析：將打點計時器應該接到接到電源的“交流輸出”上，故選項B操作不當；該實驗不用測出重錘的質量，因為原理是mgh=mv2，質量可以約掉，選項C不必要；實驗時，應該先接通電源開關，再釋放懸掛紙帶的夾子，故選項C操作不當；測量紙帶上某些點間的距離和根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能都是正確的；故該題選BCD；

OB段重錘重力勢能的減少量為mgh=m×9．80m／s2×0．1242m=1．22m（J）；B點的速度為vB==1．55m/s；故動能的增加量為△Ek=mvB2=1．20m（J）；發現，動能的增加量小于重力勢能的減少量，其原因是有摩擦生熱，減少的重力勢能一部分轉化為內能。