Question

實驗裝置探究重錘下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題。

① 實驗操作步驟如下：
A．按實驗要求安裝好實驗裝置。
B．使重錘靠近打點計時器，接著先釋放重錘，再接通電源， 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(xù)打點A、B、C……與 O點之間的距離h₁、h₂、h₃……。
以上A、B、C三個選項中哪個選項是錯誤的_________。
②已知打點計時器的打點周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，結(jié)合實驗中所測的h₁、h₂、h₃，可得重錘下落到B點時的速度大小為________，紙帶從O點下落到B點的過程中，重錘增加的動能為       ，減小的重力勢能為         ，在誤差允許范圍內(nèi)重錘動能增加量     重力勢能減少量（填寫“大于”、“等于”或“小于”）。
③取打下O點時重錘的重力勢能為零，計算出該重錘下落不同高度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(jù)以上數(shù)據(jù)在圖中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ。已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值k₁="2.94" J/m，請計算圖線Ⅱ的斜率k₂=   J/m（保留3位有效數(shù)字）。重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為        （用k₁和k₂字母表示）。

Answer 1

①B；②；；mgh₂ ；等于；③2.80（2.73～2.83均可）；　（k₁用mg表示也可）

解析試題分析：①中的B步驟中，要先接通電源后放紙帶；②根據(jù)運動規(guī)律可得B點的速度為v_B=；紙帶從O點下落到B點的過程中，重錘增加的動能為，減小的重力勢能為，在誤差允許范圍內(nèi)重錘動能增加量等于重力勢能減少量。③圖線Ⅱ的斜率；設(shè)重物下落的高度為h，則由圖線可知，重力勢能減少量為k₁h；動能增加量為k₂h，克服阻力做功為：k₁h-k₂h；則阻力為k₁-k₂；平均阻力與重錘所受重力的比值為（k₁用mg表示也可）。
考點：驗證機械能守恒定律。