Question

某實驗小組用圖1所示裝置探究“重錘動能變化與重力對它做功的關(guān)系”。實驗中，讓拖著紙帶的重錘從高處由靜止自由落下，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，通過對打下的點進行測量和研究，即可達到實驗?zāi)康模?br />
小題1: 圖2是實驗中打下的一條紙帶，O點是重物開始下落時打下的起點，該小組在紙帶上選取A、B、C、D、E、F、G七個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有一個計時點（圖中未畫出），各計數(shù)點與起點O的距離如圖所示，已知打點計時器工作頻率為50Hz，分別計算B、C、D、E、F五個計數(shù)點與O點的速度平方差△v²（△v²= v²- v₀²）。其中D點應(yīng)填的數(shù)據(jù)為：     （保留3位有效數(shù)字）

計數(shù)點	B	C	D	E	F
速度平方差△v2/（m·s-1）2	1.38	2.45		5.52	7.50

小題2:以Δv ²為縱軸，以各計數(shù)點到O點的距離h為橫軸，在坐標系中做出Δv ²—h圖像。若不考慮誤差，認為動能的變化量等于重力做的功，利用做出的圖線的斜率，可求得當?shù)氐闹亓�加速度g′=     ．（保留3位有效數(shù)字）
小題3:重錘下落過程中一定受到阻力的作用。若已知當?shù)氐闹亓�加速度為g，用這一裝置測量重錘下落過程中受到的阻力F的大小，還需測量的物理量是       ， F大小的表達式為：F=     （用符號表示）

Answer 1

小題1:3.84
小題2:9.78m/s²
小題3:重錘質(zhì)量m，F(xiàn)=  m(g-g’) 

解：（1）計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.04s，根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以求出D點速度大小為：v_D=≈1.96m/s   所以△v²=-0=3.83m²/s²，由于所取位移和時間不同，因此在3.83～3.84范圍范圍內(nèi)均可以．故答案為：3.83（3.83～3.84）
（2）根據(jù)公式學(xué)公式v²=2gh，可知圖象的斜率表示2g，由圖象求出其斜率為k=19.56，所以當?shù)氐闹亓�加速度為g=9.78m/s²，在9.67～9.94m/s²范圍內(nèi)均正確．故答案為：9.78m/s²（9.67～9.94m/s²）．
（3）根據(jù)牛頓第二定律有mg-f=mg′，可知，只要測量重錘的質(zhì)量m，即可正確求出空氣阻力大小．故答案為：重錘質(zhì)量m．
根據(jù)牛頓第二定律有mg-F=mg′可以求出阻力的表達式為F=mg-mg′．故答案為：mg-mg′．
點評：解決實驗的根本是明確實驗原理，然后熟練應(yīng)用所學(xué)基本運動學(xué)規(guī)律求解．