Question

3．利用圖（甲）裝置可以測量重錘下落的加速度的數值．如圖（乙）所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出點A、C間的距離為S₁，點C、E間的距離為S₂，交流電的周期為T，

（1）則根據這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為：a=$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$．
（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中發(fā)現，重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，我們可以通過該實驗裝置測定該阻力的大�。�若已知當地重力加速度為g，還需要測量的物理量是重錘質量m（寫出名稱和符號），重錘在下落過程中受到的平均阻力的大小F=m$[{g-\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}}]$．

Answer 1

分析 （1）根據勻變速直線運動的推論：△x=aT²求解a．
（2）對小球下落過程正確進行受力分析，根據牛頓第二定律列方程可以知道需要測量的物理量以及求出阻力大小

解答 解：（1）由題意可知，x₁、x₂是相鄰的相等時間內的位移，而計數點時間T′=2T．
由△x=aT′²可得：a=$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$；
（2）設阻力大小為F，由牛頓第二定律可知，mg-F=ma，
得 F=m（g-a）=m（g-$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$），可見要測定阻力F的大小，還必須測量重錘的質量m．
故答案為：（1）$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$；（2）重錘質量m，m$[{g-\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}}]$．

點評 本題考查了勻變速直線運動規(guī)律以及牛頓第二定律在具體實驗中的應用，要提高應用基礎知識解決實驗問題的能力．