Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)某同學(xué)用如圖596甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如圖5-9-6乙所示的紙帶.測(cè)得點(diǎn)A、C間的距離為14.77 cm，點(diǎn)C、E間的距離為16.33 cm.已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g=9.8 m/s²，重錘的質(zhì)量為m=1.0 kg.則重錘在下落過程中受到的平均阻力大小F_f=_________ (交流電頻率為50 Hz).

圖5-9-6

(2)某同學(xué)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示重錘的動(dòng)能略大于重錘的勢(shì)能，則出現(xiàn)這一問題的原因可能是___________(填序號(hào)).

A.重錘的質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤

B.該同學(xué)自編了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

C.交流電源的頻率不等于50 Hz

D.重錘下落時(shí)受到的阻力過大

Answer 1

解析：(1)由a=得a= m/s²=9.75 m/s²

由牛頓第二定律有mg-F_f=ma

所以平均阻力F_f=mg-ma=m(g-a)=1.0×(9.8-9.75) N=0.05 N.

(2)由題知mv²＞mgh即v²＞gh，與m無關(guān)，故A錯(cuò)誤.因阻力是難免的，只會(huì)是E_k＜E_p，故自編實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是可能的，B正確.因計(jì)算速度的公式為v_n=(s_n+s_n+1)，如果實(shí)際打點(diǎn)頻率小于50 Hz，而計(jì)算時(shí)若仍按50 Hz計(jì)算，則會(huì)使速度偏大，造成動(dòng)能大于勢(shì)能的結(jié)果，故C正確.阻力過大只會(huì)出現(xiàn)動(dòng)能的增加量小于勢(shì)能的減少量，故D錯(cuò)誤.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，重錘在下落時(shí)受到的阻力主要來自兩個(gè)方面：一是紙帶與限位孔和振針間的摩擦力；二是下落過程中受到的空氣阻力.故重錘下落時(shí)的加速度應(yīng)小于重力加速度，我們通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以求出平均阻力的大小.

答案：(1)0.05 N

(2)BC