Question

【題目】（1）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，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

①下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；

B．將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；

D．打開懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關(guān)打出一條紙帶；

E．選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測(cè)量計(jì)數(shù)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．

其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是．______________________

（將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處）

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．如圖所示，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A距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)AC間的距離為s1，點(diǎn)CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a＝_________．

③在上述驗(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)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的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�加速度公認(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，還需要測(cè)量的物理量是____________．

試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小f＝___________________．

（2）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們?cè)谲壍浪�平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。

①圖線________是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的（選填“①”或“②”）；

②滑塊總質(zhì)量m=____________kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____________

Answer 1

【答案】（1）①BCD ②③重錘質(zhì)量m，。

（2）① ① ， ② 0．5， 0．2

【解析】試題分析：（1）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上，實(shí)驗(yàn)步驟B是錯(cuò)誤的．應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，所以步驟D是錯(cuò)誤的．根據(jù)測(cè)量原理，重錘的動(dòng)能和勢(shì)能中都包含了質(zhì)量m，可以約去．所以可以不測(cè)量質(zhì)量，所以步驟C不必要．

②根據(jù)，T=得，加速度a=．

③根據(jù)牛頓第二定律得，mg-f=ma，所以f=mg-ma=．

（2）①圖線①與縱軸的交點(diǎn)表示在所受拉力F為零時(shí)，加速度不為零，說(shuō)明軌道左側(cè)抬高成為斜面；②根據(jù)F=ma得a=F/m，所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)．

由圖形得加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率k=2，所以滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=0．5Kg。在水平軌道上F=1N時(shí)，加速度a=0，根據(jù)牛頓第二定律得F-μmg=0

解得μ=0．2

故答案為：0．5，0．2