Question

3．利用圖（甲）裝置可以測(cè)量重錘下落的加速度的數(shù)值．如圖（乙）所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出點(diǎn)A、C間的距離為S₁，點(diǎn)C、E間的距離為S₂，交流電的周期為T，

（1）則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為：a=$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$．
（2）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用，我們可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定該阻力的大�。�若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，還需要測(cè)量的物理量是重錘質(zhì)量m（寫出名稱和符號(hào)），重錘在下落過程中受到的平均阻力的大小F=m$[{g-\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}}]$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=aT²求解a．
（2）對(duì)小球下落過程正確進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列方程可以知道需要測(cè)量的物理量以及求出阻力大小

解答 解：（1）由題意可知，x₁、x₂是相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移，而計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間T′=2T．
由△x=aT′²可得：a=$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$；
（2）設(shè)阻力大小為F，由牛頓第二定律可知，mg-F=ma，
得 F=m（g-a）=m（g-$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$），可見要測(cè)定阻力F的大小，還必須測(cè)量重錘的質(zhì)量m．
故答案為：（1）$\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}$；（2）重錘質(zhì)量m，m$[{g-\frac{{（{S_2}-{S_1}）}}{{4{T^2}}}}]$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及牛頓第二定律在具體實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，要提高應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)問題的能力．