Question

13．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：
①某同學(xué)得到如圖所示的紙帶．測出點A、C間的距離為14.77cm，點C、E間的距離為16.33cm，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則垂錘在下落過程中受到的平均阻力大小F_f=0.05N

②某同學(xué)上交的實驗報告顯示重錘的動能略大于重錘的勢能，則出現(xiàn)這一問題的原因可能是BC（填序號）．
A．重錘的質(zhì)量測量錯誤B．該同學(xué)自編了實驗數(shù)據(jù)
C．交流電源的頻率不等于50HzD．重錘下落時受到的阻力過大．

Answer 1

分析 根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小，通過牛頓第二定律求出阻力的大�。�
該實驗的系統(tǒng)誤差主要來源于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，偶然誤差來著數(shù)據(jù)的測量．

解答 解：①根據(jù)運動學(xué)公式得：△x=at²，
物體下落的加速度a=$\frac{（16.33-14.77）×0.01}{{（2×0.02）}^{2}}$=9.75m/s²，
根據(jù)牛頓第二定律可以得到mg-f=ma，
所以f=mg-ma=m（g-a）=1×（9.8-9.75）N=0.05N，
②實驗報告顯示重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，說明測量的物體的速度偏大或者是物體的重力勢能偏小，
A、由重錘下落過程中mgh=$\frac{1}{2}$mv²可知，重錘的質(zhì)量與實驗的數(shù)據(jù)無關(guān)，所以重錘的質(zhì)量測量錯誤不會影響實驗的數(shù)據(jù)，故A錯誤；
B、該同學(xué)若自編了實驗數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，故B正確；
C、交流電源的頻率不等于50H_Z．此時點之間的時間間隔不是0.02s，所以此時的測量的速度可能會大于真實的數(shù)值，導(dǎo)致重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，故C正確；
D、重錘下落時受到的阻力過大，會使物體的速度減小，不會使物體的動能變大，故D錯誤；
故選：BC．
故答案為：（1）0.05N       （2）BC

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和加速度，從而進一步根據(jù)物理規(guī)律得出實驗結(jié)論．