Question

在利用重物做自由落體運動“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中：

(1)下列操作步驟中不必要和錯誤的是哪些?說明原因.

A.電火花計時器接到220 V交流電源上

B.用天平測出重物的質(zhì)量

C.在釋放紙帶的同時接通電源開關(guān)使紙帶上打出點

D.根據(jù)測量結(jié)果，計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能

(2)利用這個實驗也可以測出重錘下落的加速度a，如圖5-9-5所示.根據(jù)紙帶，選取連續(xù)打出的5個點A、B、C、D、E，測出點A距起始點O的距離為s₀，點A和C間的距離為s₁，點C和E間的距離為s₂，使用的交流電頻率為f,則根據(jù)已知的數(shù)據(jù)和條件，可求得加速度a=_________.

圖5-9-5

(3)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘重力勢能的減少量總是大于其動能的增加量，主要原因是重錘在下落過程中存在著阻力作用.若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度值為g，為求受到的阻力大小，還需要測量的物理量是__________.試用題中的已知數(shù)據(jù)和還需要測量的物理量表示重錘在下落過程中受到的平均阻力大小.

Answer 1

解析：（1）B沒有必要，因為不需要計算機(jī)械能的具體數(shù)值，只要v²=gh成立，就可驗證機(jī)械能守恒.C錯誤，應(yīng)先接通電源，然后放紙帶，要待打點計時器工作穩(wěn)定后放開紙帶.

（2）根據(jù)s₂-s₁=a(2T)²，得到a=，又a=，T=，聯(lián)立解得a=.

（3）若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度值為g，為求受到的阻力大小，還需要測量的物理量是重錘的質(zhì)量m.設(shè)重錘受到的平均阻力為F_f，由牛頓第二定律得：mg-F_f=ma

所以F_f=m(g-a)=m［g-］.

答案：（1）B沒有必要，C錯誤；原因見解析

（2）a=

（3）重錘的質(zhì)量m  F_f=m［g-］