摘要: 在验证机械能守恒定律的实验中.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.质量为m的重锤从高处由静止开始落下.重锤上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.即可验证机械能守恒定律. (1)下列列举了该实验的n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或者操作不恰当的步聚.将其选项对应的字母填在下面的空行内.并说明其原因. 答: . (2)纸还上记录了 . (3)如图所示.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so.点A.C间的距离为s1.点C.E间的距离为s2.使用的交流电的频率为f.则C点的速度为 .打点计时器在打C点时重锤的动能为 .打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能减少量为 .利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度.则加速度a的表达式为= . (4)在验证机械能守恒定律的实验中发现.重锤减小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公认的较准确的值为g .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= .

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在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200 g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为纸带下落的起始点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:

(1)同学甲根据公式得(m/s)2,计算出从O点到B点重物动能增加量ΔEk=J,再由重力做功W=mg计算出重力势能的减少量ΔEp=0.376 J,于是他根据ΔEk=ΔEp得出重物下落过程中机械能守恒的结论。该同学的探究过程是否合理?简要说明理由。

答:________________________________________________________________________。

(2)同学乙还想根据纸带上的测量数据进一步探究重物和纸带下落过程中所受的阻力,为此他计算出纸带下落的加速度为a=_________m/s2,从而计算出阻力f=________N

(3)若同学丙不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?若能,写出要测量的物理量和验证过程(可根据需要增加计数点,如D、E等);若不能,简要说明理由。

答:________________________________________________________________________

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