18.如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置.實驗采用電磁打點計時器,實驗所用的電源為學(xué)生電源.重物從高處由靜止開始下落,重物拖著紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.
(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的低壓交流輸出端;
C.用天平測量出重物的質(zhì)量;
D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶;
E.測量打出的紙帶上某些點間的距離;
F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.
請指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E的序號,并說明理由:C、本實驗無須測量重物的質(zhì)量;D、應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶.
(2)在上述驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重物減小的重力勢能總是大于重物增加的動能,請分析其原因:由于存在空氣阻力及紙帶與打點計時器限位孔的摩擦力,整個系統(tǒng)機械能減。

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項,只有理解了這些才能真正了解具體實驗操作的含義.
由于存在空氣阻力和紙帶的摩擦阻力,重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能.

解答 解:(1)C:因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv2的大小關(guān)系,故m可約去比較,不需要用天平,故C錯誤.
D:開始記錄時,應(yīng)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物下落,再接通打點計時時器的電源,由于重物運動較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會對實驗產(chǎn)生較大的誤差,故D錯誤.
所以沒有必要進行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是C、本實驗無須測量重物的質(zhì)量;D、應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶.
(2)在上述驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重物減小的重力勢能總是大于重物增加的動能,原因是:由于存在空氣阻力及紙帶與打點計時器限位孔的摩擦力,整個系統(tǒng)機械能減。
故答案為:(1)C、本實驗無須測量重物的質(zhì)量;D、應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶 
(2)由于存在空氣阻力及紙帶與打點計時器限位孔的摩擦力,整個系統(tǒng)機械能減小.

點評 要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒.重物帶動紙帶下落過程中,除了重力還受到阻力,從能量轉(zhuǎn)化的角度,由于阻力做功,重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能.

練習(xí)冊系列答案
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A.每根金屬桿的電阻 R=0.016Ω
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