Question

【题目】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，输出电压有交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

(1)下列几个操作步骤中：

A.按照图示，安装好实验装置；

B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上；

C.用天平测出重锤的质量；

D.先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；

E.测量纸带上某些点间的距离；

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

没有必要的是____，操作错误的是____。(填步骤前相应的字母)

(2)使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置。设相邻计数点的时间间隔为T，且0为打下的第一个点。重锤由静止开始下落到打点计时器打点“3”时，重锤的速度的表达式为____，重锤动能的增加量的表达式____________，重锤重力势能的减少量的表达式____________

Answer 1

【答案】 (1) C D (2) mgx3

【解析】（1）没有必要进行的步骤是：因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要，故选C；
操作不恰当的步骤是：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，故选D；

（2）利用中点时刻的速度等于平均速度可得：

则动能的增加量为

而重力势能的减少量为