(2008?廣州模擬)用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源,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下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點痕進行測量,即可驗證機械能守恒定律.
(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測出重錘的質(zhì)量;
D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關打出一條紙帶;
E.測量紙帶上某些點間的距離;
F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.
其中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E,將其選項對應的字母填在下面的空行內(nèi),并說明其原因.
答:
步驟B是錯誤的.應該接到電源的交流輸出端.步驟D是錯誤的,應該先接通電源,待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶.步驟C不必要,因為根據(jù)測量原理,重錘的動能和勢能中都包含了質(zhì)量m,可以約去.
步驟B是錯誤的.應該接到電源的交流輸出端.步驟D是錯誤的,應該先接通電源,待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶.步驟C不必要,因為根據(jù)測量原理,重錘的動能和勢能中都包含了質(zhì)量m,可以約去.
(寫在答題卷上)
(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖2所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E,測出A距起始點O的距離為s
0,點AC間的距離為s
1,點CE間的距離為s
2,使用交流電的頻率為f,根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a=
.
(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用,可以通過該實驗裝置測阻力的大小.若已知當?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g,還需要測量的物理量是
重錘的質(zhì)量m
重錘的質(zhì)量m
.試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=
.