光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1(a)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接受装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.现利用图1(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一铅锤,实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2s和4.0×10-3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度d,其示数如图2所示.
(1)滑块的宽度d=
1.010
1.010
cm
(2)滑块通过光电门1时的速度v1=
1.0
1.0
m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=
2.5
2.5
m/s.(结果保留两位有效数字)
(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的
平均速度
平均速度
,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将
滑块
滑块
的宽度减小一些;
(4)为了使测量更加准确,除进行多次重复测量取平均值外,在不更换器材的基础上,还可采取的办法有:a.
下移光电门2的位置或增大L
下移光电门2的位置或增大L
进行测量;b.
增加木板的倾斜角或增大P点的高度h
增加木板的倾斜角或增大P点的高度h
进行测量.
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种,重锤从高处由静止开始落下,重锤从拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能定恒定律.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上
C.用天平测量出重锤的质量
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
指出其中没有必要进行的步骤是
C
C
;操作不恰当的步骤是
BD
BD

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式:a=
1
4
(S2-S1)f2
1
4
(S2-S1)f2

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加,
其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度的值为g,还需要测量的物理量是
重锤的质量m
重锤的质量m
.试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=
mg-
m
4
(S2-S1)f2
mg-
m
4
(S2-S1)f2
 0  15365  15373  15379  15383  15389  15391  15395  15401  15403  15409  15415  15419  15421  15425  15431  15433  15439  15443  15445  15449  15451  15455  15457  15459  15460  15461  15463  15464  15465  15467  15469  15473  15475  15479  15481  15485  15491  15493  15499  15503  15505  15509  15515  15521  15523  15529  15533  15535  15541  15545  15551  15559  176998 

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