Question

（2007?黃島區(qū)模擬）某同學(xué)在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，進(jìn)行了以下步驟：
a．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在低壓交流電源上；
b．將連有重物的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，提穩(wěn)紙帶；
c．釋放紙帶，然后接通電源開關(guān)，打出一條紙帶；
d．更換紙帶，重復(fù)b、c步驟，選出點(diǎn)跡清晰符合要求的紙帶；
e．用公式v=

2gh

求出速度，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
（1）在以上的操作中，你認(rèn)為存在錯(cuò)誤的步驟是

c、e

（只填步驟前序號(hào)）．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)重錘減小的重力勢(shì)能總是大于增加的動(dòng)能，其主要是因?yàn)橹劐N下落過程中存在阻力的原因．現(xiàn)用該裝置測(cè)定平均阻力的大小，為此選擇了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)A、B、C為計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖所示．測(cè)得A、B、C到O的距離分別為s₁、s₂、s₃．已知打帶計(jì)時(shí)器所用的交流電源頻率為f，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，還需測(cè)量的物理量是

重錘的質(zhì)量m

（用文字及符號(hào)表示）．用這些物理量及已知量，表示重錘下落過程中受到的平均阻力大小為

m[g-(s3+s1-2s2)f2]

．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度．
重錘受到重力和摩擦阻力的作用，根據(jù)牛頓第二定律得可以計(jì)算出重錘在下落過程中受到的平均阻力大�。�

解答：解：（1）步驟C中，應(yīng)該先接通電源后釋放紙帶，e中應(yīng)該根據(jù)紙帶算出速度，而不是根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式計(jì)算速度，故ce錯(cuò)誤．
（2）根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知：
△x=aT²
所以a=

(s3-s2)(s2-s1)

T2

=(s3+s1-2s2)f2
根據(jù)牛頓第二定律得：
mg-f=ma
解得：f=m[g-(s3+s1-2s2)f2]
所以還要測(cè)量重錘的質(zhì)量m
故答案為：
（1）c e
（2）重錘的質(zhì)量 m； m[g-(s3+s1-2s2)f2]

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．