Question

利用如圖實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉化問題．

(1)實驗操作步驟如下，請將步驟B補充完整：
A．按實驗要求安裝好實驗裝置；
B．使重物靠近打點計時器，接著先________，后________，打點計時器在紙帶上打下一系列的點；
C．圖為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點．分別測出若干連續點A、B、C……與O點之間的距離h₁、h₂、h₃…….

(2)已知打點計時器的打點周期為T，重物質量為m，重力加速度為g，結合實驗中所測得的h₁、h₂、h₃，可得重物下落到B點時的速度大小為________，紙帶從O點下落到B點的過程中，重物增加的動能為________，減少的重力勢能為________．
(3)取打下O點時重物的重力勢能為零，計算出該重物下落不同高度h時所對應的動能E_k和重力勢能E_p，建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示E_k和E_p，根據以上數據在圖中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值為k₁，圖線Ⅱ的斜率的絕對值為k₂．則可求出重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為________(用k₁和k₂表示)．

Answer 1

（1）接通電源 放開紙帶 （2）   （3）（k₁用mg表示也可）

解析試題分析：（1）應當先接通電源，后讓紙帶運動；（2）B點的瞬時速度，所以重物動能的增加量，重力勢能的減小量為△E_p=mgh₂．（3）．根據動能定理得，，圖線斜率k₁＝mg，圖線斜率，知k₁-f=k₂，則阻力f=k₁-k₂．
所以重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為
考點：本題考查探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉化問題