Question

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(kāi)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）（6分）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. 釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶；

E. 測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；

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

其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說(shuō)明其原因：操作不當(dāng)?shù)牟襟E有：① 。

②

沒(méi)有必要進(jìn)行的有：

（2）（4分）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＝___ ______。(用s₁ s₂ f表示)

（3）（6分）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)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過(guò)程中存在阻力作用，可以通過(guò)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(guò)程中受到的平均阻力大小F＝ 。

Answer 1

操作不當(dāng)?shù)牟襟E有：①步驟B是錯(cuò)誤的。應(yīng)該接到電源的交流輸出端。②步驟D是錯(cuò)誤的，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶。沒(méi)有必要進(jìn)行的有：步驟C不必要，因?yàn)楦鶕?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。

 (2) （4分）答        (3) （6分） 重錘的質(zhì)量m