Question

某同學采用重物自由下落的方法“驗證機械能守恒定律”．打點計時器所用電源頻率為50Hz，當地重力加速度的值為9.80m/s²，測得所用重物的質量為1.00kg．

（1）下面是他實驗時的操作步驟：
A．按照圖1所示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質量；
D．先釋放紙帶，然后再接通電源；
E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；
F．計算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能；
G．改換紙帶，重做幾次．
其中沒有必要或操作不恰當的步驟是______；
（2）若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖2所示，那么：
①紙帶的______（左、右）端與重物相連
②從打下計數點A到打下計數點C的過程中重力勢能的減少量△E_p=______（保留兩位有效數字）；
③猜測：動能的增加量△E_k最有可能______勢能的減少量△E_p（填“＞、=、＜）．
（3）重錘在下落的過程中，如果所受阻力均忽略不計，h代表下落的距離，E_k代表動能，E_P代表勢能，
E代表機械能，以水平桌面為參考面，下列圖象不正確的是______．

Answer 1

（1）B、應將打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B操作不恰當；
C、因為我們是比較mgh、

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2

mv²的大小關系，故m可約去比較，所以不需要用天平測量出重錘的質量；
D、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錘下落，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操作不恰當．
故沒有必要或操作不恰當的步驟是：BCD．
（2）①重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物；
②根據功能關系可知，從打下計數點A到打下計數點C的過程中，重錘的重力勢能的減少量為：
△E_P=mg△h=1.0×9.80×（0.0702-0.0313）J=0.38J
③因為實驗中有阻力作用，所以減小的重力勢能大于增加的動能．
（3）A、由動能定理：E_P=mgh，則E_K=E-mgh，故動能E_k與h的圖象為傾斜的直線，故A錯誤；
B、E_P=E-

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mv²，所以勢能E_P與速度v的圖象為開口向下的拋物線，故B正確；
C、由機械能守恒定律：E_P=E-E_K，故勢能E_P與動能E_k的圖象為傾斜的直線，故C錯誤；
D、重錘在下落的過程中，如果所受阻力均忽略不計，機械能守恒，即E不隨h改變，故E與h的關系圖象應該是平行于h軸的直線，故D錯誤．
故選：B．
故答案為：（1）BCD；（2）①左；②0.38；③＜；（3）B．