Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中：

(1)某同学用如图596甲所示装置进行实验，得到如图5-9-6乙所示的纸带.测得点A、C间的距离为14.77 cm，点C、E间的距离为16.33 cm.已知当地重力加速度为g=9.8 m/s²，重锤的质量为m=1.0 kg.则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F_f=_________ (交流电频率为50 Hz).

图5-9-6

(2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出现这一问题的原因可能是___________(填序号).

A.重锤的质量测量错误

B.该同学自编了实验数据

C.交流电源的频率不等于50 Hz

D.重锤下落时受到的阻力过大

Answer 1

解析：(1)由a=得a= m/s²=9.75 m/s²

由牛顿第二定律有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)由题知mv²＞mgh即v²＞gh，与m无关，故A错误.因阻力是难免的，只会是E_k＜E_p，故自编实验数据是可能的，B正确.因计算速度的公式为v_n=(s_n+s_n+1)，如果实际打点频率小于50 Hz，而计算时若仍按50 Hz计算，则会使速度偏大，造成动能大于势能的结果，故C正确.阻力过大只会出现动能的增加量小于势能的减少量，故D错误.在“验证机械能守恒定律”的实验中，重锤在下落时受到的阻力主要来自两个方面：一是纸带与限位孔和振针间的摩擦力；二是下落过程中受到的空气阻力.故重锤下落时的加速度应小于重力加速度，我们通过实验数据可以求出平均阻力的大小.

答案：(1)0.05 N

(2)BC