利用電火花計時器做如下實驗。
(1)(10分)甲同學(xué)使用如圖1所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”。
①下面是操作步驟:
a.按圖1安裝器材;
b.松開鐵夾,使重錘帶動紙帶下落;
c.接通電火花計時器電源,使計時器開始工作
d.進行數(shù)據(jù)處理:
e.根據(jù)需要,在紙帶上測量數(shù)據(jù)。
把上述必要的操作步驟按正確的順序排列 .
②電火花計時器接在頻率為50Hz的交流電源上,圖2為實驗中打出的一條紙帶,從起始點O開始,將此后連續(xù)打出的7個點依次標(biāo)為A、B、C、D……,
電火花計時器打F點時,重錘下落的速度為 m/s。(保留到小數(shù)點后兩位)
③如果已知重錘的質(zhì)量為0.50kg,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2。從打O點到打F點的過程中,重錘重力勢能的減少量為 J,重錘動能的增加量為 J。(保留到小數(shù)點后兩位)
(2)(8分)乙同學(xué)采用如圖3所示的裝置進行了有關(guān)“動能定理”研究的實驗。
a.按圖3把實驗器材安裝好,不掛配重,反復(fù)移動墊木直到小車能夠做勻速直線運動;
b.把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為100g的配重。接通電源,放開小車,電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點。從某點A開始,此后在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點,依次標(biāo)為B、C、D……;
c.測量出B、C、D、……各點與A點的距離,分別記為
、
、
、……;
d.用配重受到的重力分別乘以
、
、
、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80m/s2)
e.求出B、C、D、……各點速度的大小,分別記為
、
、
、……,再求出它們的平方
、
、
、……;
f.用縱坐標(biāo)表示速度的平方
,橫坐標(biāo)表示配重重力所做的功W,作出
圖象,并在圖象中描出(
,
)坐標(biāo)點,再連成圖線;(以下計算保留到小數(shù)點后兩位)
①在步驟d中,該同學(xué)測得
,則配重重力所做的功
J;
②該同學(xué)得到
圖象如圖4。通過圖象可知,打A點時對應(yīng)小車的速度
m/s;
③小車的質(zhì)量M= kg.