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落下,重錘上拖著的紙帶通過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(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)器接到電源的交流輸出端上;
C.用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量;
D.先釋放懸掛紙帶的夾子,后接通電源開關(guān)打出-條紙帶;
E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離;
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.
指出其中沒有必要或不恰當(dāng)?shù)牟僮鞑襟E是:(將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填寫在空行內(nèi))沒有必要的操作步驟是:
C
C
不恰當(dāng)?shù)牟僮鞑襟E是:
D
D
(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,選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)量出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O距離為S
0,點(diǎn)A、C間的距離為S
1,點(diǎn)C、E間的距離為S
2,使用交流電的頻率為f,則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為:a=
.
(3)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能,其原因主要是重錘下落過程中存在著阻力的作用.可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大小,若已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎凳莋,還需要測(cè)量的物理量是:
M
M
試用這些數(shù)據(jù)和紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)表示出重錘下落的過程中受到的平均阻力大小F為:F=
.