Question

采用如图1所示的装置验证机械能守恒定律
（1）某组同学利用mgh=

mv2

2

验证机械能守恒定律，下列操作步骤错误及不必要的是

AFG

A．用天平称出物体的质量；
B．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线将打点计时器接在交流电源上；
C．将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提着纸带，让重物尽量靠近打点计时器；
D．先接通电源，再松开纸带；
E．更换纸带，重复几次，选用点迹清晰且第1、2两点间的距离约为2mm的纸带；
F．依据纸带求出重力加速度；
G．根据公式v=gt求出速度；
H．比较mgh与mv²/2的大小，验证机械能是否守恒．
（2）某同学利用如上图所示的实验装置研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图2所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm．已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变．在从A下落到E的过程中，阻力大小为

0.05

N．

Answer 1

分析：（1）根据实验原理与操作步骤一一分析：①验证：mgh与

1

2

mv2的关系，m约掉了，不需要测量m；②先接通电源后释放纸带；③取点迹清晰的几个点，算出一个瞬时速度即可；④应让重物从靠近打点计时器处释放⑤不能根据h=

1

2

gt²求出物体运动重力加速度，而应该查找当地的重力加速度．
（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小，通过牛顿第二定律求出阻力的大小．

解答：解：（1）根据实验原理与操作步骤一一分析：
A、验证：mgh与

1

2

mv2的关系，m约掉了，不需要测量m所以A不必要；
B、打点计时器使用的是低压交流电源，故B正确；
C、应让重物从靠近打点计时器处释放，以提高纸带的使用率．故C正确；
D、在接通电源的时间上，应先接通电源后释放纸带；故D正确；
E、物理减小实验的误差，要求重复几次，选用点迹清晰且第1、2两点间的距离约为2mm的纸带．故E正确；
F、不能根据h=

1

2

gt²求出物体运动重力加速度，而应该查找当地的重力加速度．故F错误；
G、要根据某点的瞬时速度等于该段位移上的平均速度求速度，而不是根据公式v=gt求出速度．故G错误；
所以作步骤错误及不必要的是：AFG
（2）加速度a=

△x

(2T)2

，
代入数据得：a=

△x

(2T)2

=

16.33-14.77

4×0.02×2

cm/s2=975cm/2=9.75m/s²
根据牛顿第二定律得，mg-f=ma，
解得f=mg-ma=1×（9.8-9.75）N=0.05N．
故答案为：（1）AFG；（2）0.05

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．