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g.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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16．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g，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BCD（填写选项对应的字母）
②如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出与O点的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅、h₆，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh₅．
③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于（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v₁至v₆，并作${v_n}^2$-h_n图象，如图3所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为$m（g-\frac{k}{2}）$．

分析 ①根据实验的原理和操作中的注意事项确定不正确的操作步骤；
②根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，从而得出E点的动能，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
③由于阻力的影响，实验中重锤减小的重力势能大于重锤增加的动能．根据图线的斜率求出重锤下降的加速度，根据牛顿第二定律求出阻力的大小．

解答解：①打点计时器应接到电源的交流输出端，故B错误．
该实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要测量重锤的质量，故C不必要．
实验时应先接通电源，再释放重物，故D错误．
选择没有必要或操作不恰当的步骤，故选：BCD．
②E点的瞬时速度${v}_{E}=\frac{{h}_{6}-{h}_{4}}{2T}$，则E点的动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}$=$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为△E_p=mgh₅．
③由于阻力的影响，实验中重锤减小的重力势能大于重锤增加的动能．
根据速度位移公式得，v²=2ah，可知图线的斜率k=2a，解得加速度a=$\frac{k}{2}$，根据牛顿第二定律得，mg-f=ma，解得阻力f=mg-ma=$m（g-\frac{k}{2}）$．
故答案为：①BCD ②$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，mgh₅，③大于，$m（g-\frac{k}{2}）$．

点评只有明确了实验原理以及实验的数据测量，才能明确各项实验操作的具体含义，要熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率或截距分析求解．

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①将冲击摆拉到P点由静止释放，摆到最低点时铁盒被K挡住，小球水平飞撞在木板上留有痕迹A；
②将木板向右移动x，再让摆从P点由静止释放，小球撞到木板上留下痕迹B；
③将木板向右再移动距离x，同样让摆从P点由静止释放，小球撞到木板上留下痕迹C；
④测出AB间距为y₁，AC间距离为y₂．
已知小球的质量为m（kg），当地的重力加速度为g（m/s²）．完成下列填空：
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