Question

17．在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源．回答下列问题：
（1）用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是BADC．
A．释放纸带       B．接通电源       C．取下纸带       D．切断电源
（2）如图（a），释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是丙（填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）．

（3）如图（b），某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为记数点O，后隔一段距离，取连续点为记数点A、B、C、D、E、F，如图所示．已知重锤的质量为0.5kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能△E_P=0.35J（取重力加速度g=9.8m/s²，计算结果保留2位有效数字），重锤增加的动能△E_K与减少的重力势能△E_P的大小关系为△E_K小于△E_P（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理和要求：实验中先接通电源，再释放纸带，然后切断电源，最后取下纸带．
（2）该实验中为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重物靠近打点计时器．
（3）根据纸带分析打E点时下落的高度，再根据mgh即可求得减小的重力势能，由于本实验存在阻力，重物下落过程中要克服阻力作用，所以减小的重力势能没有完全转化为动能．

解答 解：（1）根据实验原理和要求：实验中先接通电源，再释放纸带，然后切断电源，最后取下纸带，所以实验的步骤顺序为BADC．
（2）为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重物靠近打点计时器．故合理的位置因为丙图．
（3）由图可知，E点时下落的高度为：h=7.1cm=0.071m；
故重力势能的减小量为：△E_P=mgh=0.5×10×0.071=0.35J；
由于下落中存在阻力，因此减小的重力势能一定大于增加的动能，
故答案为：（1）BADC：（2）丙；（3）0.35； 小于．

点评 本题考查利用自由落体规律分析机械能守恒定律的规律，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、所测数据、误差分析等．