Question

19．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：
（1）下面列舉了該實驗的某幾個操作步驟：
A按照所示的裝置安裝器材；
B將電磁式打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C釋放懸掛紙帶的夾子，然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
D測量打出的紙帶上某些點到第一個點之間的距離；
E根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落的過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中，有兩個步驟明顯錯誤或不恰當(dāng)，請將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)BC
（2）用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值．如圖乙所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為s₀，點A、C間的距離為s₁，點C、E間的距離為s₂，交流電的周期為T，則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度速度的表達(dá)式為a=$\frac{{S}_{2}-{S}_{1}}{4{T}^{2}}$．
（3）“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增加的動能，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在著阻力的作用，我們還可以通過測量物理量（寫出名稱和符號）重錘質(zhì)量m，利用這個物理量和（2）中已經(jīng)測出的加速度a（可直接用a）表示出重錘在下落過程中受到的平均阻力的大小F=m（g-a）．（當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g）

Answer 1

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

解答 解：（1）B、電磁式打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B錯誤．
C、實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放重物，故C錯誤．
所以實驗中兩個明顯的錯誤步驟為：BC．
（2）AC和CE間的時間間隔為2T，根據(jù)${S}_{2}-{S}_{1}=a（2T）^{2}$得，a=$\frac{{S}_{2}-{S}_{1}}{4{T}^{2}}$．
（3）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），可見要測定阻力F的大小，還必須測量重錘的質(zhì)量m．
故答案為：（1）B C  　 （2）$\frac{{S}_{2}-{S}_{1}}{4{T}^{2}}$，（3）重錘質(zhì)量m，m（g-a）．

點評 本題考查了勻變速直線運動規(guī)律以及牛頓第二定律在具體實驗中的應(yīng)用，要提高應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決實驗問題的能力．