Question

用如圖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，對紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律。

（1）（6分）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。

其中沒有必要進行的或者操作不當?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：操作不當?shù)牟襟E有：① 。

②

沒有必要進行的有：

（2）（4分）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s0，點AC間的距離為s1，點CE間的距離為s2，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＝___ ______。(用s₁ s₂ f表示)

（3）（6分）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小。若已知當?shù)刂亓�加速度公認的較準確的值為g，還需要測量的物理量是 。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＝ 。

Answer 1

操作不當?shù)牟襟E有：①步驟B是錯誤的。應(yīng)該接到電源的交流輸出端。②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。沒有必要進行的有：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。

 (2) （4分）答        (3) （6分） 重錘的質(zhì)量m