Question

3．某次“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图1所示，在重物拖动下，打点计时器打出了一条无漏点的纸带，如图2所示．在纸带上选择了三个点A、B、C，它们之间的距离AB=7.19cm，BC=7.57cm，已知打点计时器打相邻两点的时间间隔为0.02s，则：

（1）在实验时，下列器材不需要的是BD．
A、交流电源   B、天平   C、纸带    D、秒表     E、刻度尺
（2）打点计时器在打下B点时，重物的速度大小为3.69m/s（结果保留三位有效数字）．
（3）通过多次实验发现，重物势能的减少量总是大于重物动能的增加量，其原因是：由于纸带和重物下落时受到阻力作用．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理可知，该实验需要测量物体运动的速度，因此需要打点计时器．
（2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度；
（3）重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源．

解答 解：（1）本实验要测量物体下落的速度，才能知道动能，故需要打点计时器测量速度，秒表、天平都不需要．故BD正确、AC错误．
（2）打B点时的速度v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0719+0.0757}{2×0.02}$=3.69m/s；
（3）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量．
故答案为：（1）BD； （2）3.69；（3）由于纸带和重物下落时受到阻力作用．

点评 要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，熟练应用匀变速直线运动规律解决实验问题；重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．