Question

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓有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，對圖中紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。

(1)下列幾個操作步驟中：

A.按照圖示，安裝好實驗裝置；

B.將打點計時器接到電源的“交流輸出”上；

C.用天平測出重錘的質量；

D.先釋放重錘，后接通電源，紙帶隨著重錘運動，打點計時器在紙帶上打下一系列的點；

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。

沒有必要的是____，操作錯誤的是____。(填步驟前相應的字母)

(2)使用質量為m的重錘和打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，在選定的紙帶上依次取計數點如圖所示，紙帶上所打的點記錄了重錘在不同時刻的位置。設相鄰計數點的時間間隔為T，且0為打下的第一個點。重錘由靜止開始下落到打點計時器打點“3”時，重錘的速度的表達式為____，重錘動能的增加量的表達式____________，重錘重力勢能的減少量的表達式____________

Answer 1

【答案】 (1) C D (2) mgx3

【解析】（1）沒有必要進行的步驟是：因為我們是比較mgh、mv2的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒有必要，故選C；
操作不恰當的步驟是：開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故D錯誤，故選D；

（2）利用中點時刻的速度等于平均速度可得：

則動能的增加量為

而重力勢能的減少量為