Question

如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，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直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質(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之間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能
指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E，將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因.
答：_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
（2）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為S₀，點A、C間的距離為s₁，點C、E間的距離為s₂，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為：a=__________。

（3）在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總能大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小.若已知當?shù)刂亓�加速度公認的較準確的值為g，還需要測量的物理量是__________。試用這些物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘的下落的過程中受到的平均阻力大小為F=__________。

Answer 1

(1)BCD（2）（3）

試題分析：(1)B：錯誤，應(yīng)接到交流輸出端上；C：沒有必要測量m；D：錯誤，應(yīng)先接通開關(guān)，讓第1點打清楚再放開重物。
（2）重錘做勻加速直線運動，所以在相等時間內(nèi)走過的位移差是一個定值，故,又因為，所以
（3）重錘的質(zhì)量m，根據(jù)牛頓第二定律得：


考點：
點評：紙帶問題的處理是力學(xué)實驗中常見的問題．我們可以紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．對于阻力的求解我們可以從牛頓第二定律角度求解，也可以運用動能定理去解決．