Question

【題目】（1）用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下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，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．將電磁打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質(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．選取計數(shù)點，并測量計數(shù)點間的距離；

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．

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

（將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處）

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，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出A距起始點O的距離為s0，點AC間的距離為s1，點CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a＝_________．

③在上述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是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大小．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____________．

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

（2）某實驗小組設(shè)計了如圖（a）所示的實驗裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，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打點計時器應(yīng)接在交流電源上，實驗步驟B是錯誤的．應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，所以步驟D是錯誤的．根據(jù)測量原理，重錘的動能和勢能中都包含了質(zhì)量m，可以約去．所以可以不測量質(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與縱軸的交點表示在所受拉力F為零時，加速度不為零，說明軌道左側(cè)抬高成為斜面；②根據(jù)F=ma得a=F/m，所以滑塊運動的加速度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，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