Question

【題目】為驗(yàn)證機(jī)械能守恒，某同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)如下：該同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的頻率為50Hz的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

①他進(jìn)行了下面幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)Da示安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
其中沒(méi)有必要進(jìn)行的步驟是 ， 操作不當(dāng)?shù)牟襟E是 ．
②設(shè)重錘質(zhì)量為m、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T、重力加速度為g．圖b是實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為相鄰的連續(xù)點(diǎn)．根據(jù)測(cè)得的s1、s2、s3、s4寫出重物由B點(diǎn)到D點(diǎn)勢(shì)能減少量的表達(dá)式 ， 動(dòng)能增量的表達(dá)式 ． 由于重錘下落時(shí)要克服阻力做功，所以該實(shí)驗(yàn)的動(dòng)能增量總是（填“大于”、“等于”或“小于”）重力勢(shì)能的減小量．
③該同學(xué)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，并以 縱軸、以h為橫軸畫出圖象，應(yīng)是圖中的 ．

Answer 1

【答案】C；B；mg（s3﹣s1）；；小于；C
【解析】解：①將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上，故B錯(cuò)誤．

該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，兩端都有質(zhì)量，可以約去，所以不必要測(cè)量重錘的質(zhì)量，故C不必要．②重物由B點(diǎn)到D點(diǎn)重力勢(shì)能減少量△Ep=mg（s3﹣s1），B點(diǎn)的瞬時(shí)速度 ，D點(diǎn)的瞬時(shí)速度 ，則動(dòng)能的增加量△Ek= = ．

由于重錘下落時(shí)要克服阻力做功，可知實(shí)驗(yàn)中動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減小量．③根據(jù)機(jī)械能守恒得， ，即 ，可知 ﹣h的圖線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故C正確．

故答案為：①C，B，②mg（s3﹣s1）， ，小于，③C．

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定沒(méi)有必要的步驟以及操作不當(dāng)?shù)牟襟E．②根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B、D的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．結(jié)合能量守恒分析動(dòng)能增量與重力勢(shì)能減小量的關(guān)系．③根據(jù)機(jī)械能守恒得出 的關(guān)系式，結(jié)合關(guān)系式確定正確的圖線．