Question

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓有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(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:

A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器材;

B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上;

C.用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量;

D.釋放懸掛重錘的紙帶,同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶;

E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)到起始點(diǎn)間的距離;

F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能。

(1)其中沒有必要進(jìn)行的步驟是____,操作不當(dāng)?shù)牟襟E是____。

(2)利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值。根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出各點(diǎn)之間的距離如圖所示。使用交流電的頻率為f,則計(jì)算重錘下落的加速度的表達(dá)式a=________。(用x1、x2、x3、x4及f表示)

(3)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,其主要原因是重錘和紙帶下落過程中存在阻力作用,可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大小。若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g,還需要測(cè)量的物理量是________。試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示重錘和紙帶在下落的過程中受到的平均阻力大小f′=________。

Answer 1

【答案】C B D 重錘質(zhì)量m　m

【解析】

（1）C、因?yàn)槲覀兪潜容^、的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平，故C沒有必要；
B、應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上，故選項(xiàng)B操作不當(dāng)；
D、開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，否則會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故選項(xiàng)D操作不當(dāng)。

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔：，
由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論可知，，

則加速度為：；

（3）根據(jù)牛頓第二定律得，，則，
知還需要測(cè)量的物理量是重錘的質(zhì)量m。