Question

在利用重物做自由落體運動“驗證機械能守恒定律”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量

C.在釋放紙帶的同時接通電源開關使紙帶上打出點

D.根據測量結果，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,則根據已知的數據和條件，可求得加速度a=_________.

圖5-9-5

(3)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中發(fā)現，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.若已知當地重力加速度值為g，為求受到的阻力大小，還需要測量的物理量是__________.試用題中的已知數據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，因為不需要計算機械能的具體數值，只要v²=gh成立，就可驗證機械能守恒.C錯誤，應先接通電源，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s₂-s₁=a(2T)²，得到a=，又a=，T=，聯立解得a=.

（3）若已知當地重力加速度值為g，為求受到的阻力大小，還需要測量的物理量是重錘的質量m.設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）重錘的質量m  F_f=m［g-］