Question

根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，回答問(wèn)題：
（1）“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖示．F與F′中，方向一定沿AO方向的是

 

．
（2）利用圖丙裝置可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)中電火花計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz，得到如圖丁所示的紙帶．選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s₀=19.00cm，點(diǎn)A、C間的距離為s₁=8.36cm，點(diǎn)C、E間的距離為s₂=9.88cm，g取9.8m/s²，測(cè)得重物的質(zhì)量為100g．

①選取O、C兩點(diǎn)為初末位置研究機(jī)械能守恒．重物減少的重力勢(shì)能

 

 J，打下C點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能

 

    J．
②實(shí)驗(yàn)中，由于存在阻力作用，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能．重錘在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小F=

 

N．

Answer 1

分析：（1）“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，一根彈簧秤的拉力方向與AO繩的方向一致．
（2）根據(jù)下降的高度，通過(guò)△E_p=mg△h求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的速度，從而求出C點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)能量守恒定律求出平均阻力的大小．

解答：解：（1）F是通過(guò)作圖的方法得到合力的理論值，而F′是通過(guò)一個(gè)彈簧稱(chēng)沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，使得一個(gè)彈簧稱(chēng)的拉力與兩個(gè)彈簧稱(chēng)的拉力效果相同，測(cè)量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′．
（2）①重力勢(shì)能的減小量△Ep=mg(s0+s1)=0.1×9.8×(19.00+8.36)×10-2J≈0.27J
Ek=

1

2

mvc2=

1

2

m(

s1+s2

2T

)2=

1

2

×0.1×(

0.836+0.988

0.08

)2≈0.26J
②根據(jù)能量守恒定律得，f（s₀+s₁）=△E_P-△E_K
代入數(shù)據(jù)解得f=0.04N．
故答案為：（1）F′（2）0.27，0.26  0.04

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，以及在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中求解阻力大小，可以用能量守恒定律求解，也可以通過(guò)紙帶求出加速度，根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解．