Question

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，實驗小組選擇如圖所示紙帶，紙帶上選取的連續(xù)三個點(diǎn)A、B、C，測出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s₀，A、B兩點(diǎn)間的距離為s₁，B、C兩點(diǎn)間的距離為s₂，交流電的周期為T，實驗時：
（1）為了減少空氣阻力對實驗的影響．自由落下的重錘密度要

大

（選填填“大”或“小”）一些．
（2）在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中

不要

測重錘的質(zhì)量（選填“要”或“不要”）．
（3）打點(diǎn)計時器打出B點(diǎn)時，重錘的速度V_B=

s1+s2

2T

（用題中所給的字母表示）
（4）實驗小組在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中發(fā)現(xiàn)，以O(shè)為起點(diǎn)B為研究終點(diǎn)，計算結(jié)果是：重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能．其原因主要是該實驗中存在阻力作用，因此該組同學(xué)想到可以通過該實驗測算平均阻力的大小．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度值為g，重錘的質(zhì)量為m，則該實驗中存在的平均阻力大小f?=

mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

（結(jié)果用m，g，，V_B，S₀，S₁表示）．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度，從而求出動能．
在動能變化已知的條件下，我們可以運(yùn)用動能定理求出受到的平均阻力．

解答：解：（1）自由落下的重錘密度要大些．如果密度大些后，也就是說質(zhì)量增大而體積不變，空氣對重錘的阻力就相對小些．
（2）因為我們是比較mgh、

1

2

mv²的大小關(guān)系，故m可消去比較，所以在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中不要測重錘的質(zhì)量．
（3）利用勻變速直線運(yùn)動的推論
v_B=

xAC

tAC

=

s1+s2

2T

（4）運(yùn)用動能定理研究重錘以O(shè)為起點(diǎn)B為研究終點(diǎn)的過程得：
w_G+w_f=△E_k
mgh-fh=

1

2

mv_B²
f=mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

故答案為：（1）大
（2）不要
（3）

s1+s2

2T

（4）mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

點(diǎn)評：對于一個實驗，我們首先要知道實驗的原理，用什么物理規(guī)律去研究問題，在去進(jìn)行儀器的選擇和誤差的分析．
在題目已知的條件下，對于阻力的求解我們可以運(yùn)用動能定理解決．