Question

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)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落下，重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，已知重力加速度為g，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

①下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；

C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；

D．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶；

E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；

F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動(dòng)能．

其中沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是____________（填寫選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母）

②如圖2所示是實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，將起始點(diǎn)記為O，并在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，分別記為A、B、C、D、E、F，量出與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流電的周期為T，設(shè)重錘質(zhì)量為m，則在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為____________，在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量為__________．

③在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢(shì)能總是______（填“大于”或“小于”）重錘增加的動(dòng)能，主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用，為了測(cè)定阻力大小，可算出②問中紙帶各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，分別記為v1至v6， 并作vn2—hn圖象，如圖3所示，直線斜率為k，則可測(cè)出阻力大小為______________．

Answer 1

【答案】①BCD ②；mgh5； ③ 大于 ；

【解析】試題分析：①步驟B應(yīng)該將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上；步驟C中沒必要用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；步驟D中應(yīng)該先接通電源開關(guān)，然后釋放懸掛紙帶的夾子，然后打出一條紙帶；故沒有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是BCD；②在打E點(diǎn)時(shí)重錘的速度為：，則在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為：；在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量為mgh5；

③在本實(shí)驗(yàn)中，重錘減少的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能；根據(jù)vn2=2ahn可知，vn2—hn圖象的斜率k=2a，而mg-f=ma，解得。