(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(xué)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(jìn)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(guān)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(jié)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(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E,將其選項對應(yīng)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(yīng)該接到電源的交流輸出端.步驟D是錯誤的,應(yīng)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(yīng)該接到電源的交流輸出端.步驟D是錯誤的,應(yīng)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。粢阎(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)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=
.