Question

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：

(1)某同學用如圖596甲所示裝置進行實驗，得到如圖5-9-6乙所示的紙帶.測得點A、C間的距離為14.77 cm，點C、E間的距離為16.33 cm.已知當?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)某同學上交的實驗報告顯示重錘的動能略大于重錘的勢能，則出現(xiàn)這一問題的原因可能是___________(填序號).

A.重錘的質(zhì)量測量錯誤

B.該同學自編了實驗數(shù)據(jù)

C.交流電源的頻率不等于50 Hz

D.重錘下落時受到的阻力過大

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錯誤.因阻力是難免的，只會是E_k＜E_p，故自編實驗數(shù)據(jù)是可能的，B正確.因計算速度的公式為v_n=(s_n+s_n+1)，如果實際打點頻率小于50 Hz，而計算時若仍按50 Hz計算，則會使速度偏大，造成動能大于勢能的結(jié)果，故C正確.阻力過大只會出現(xiàn)動能的增加量小于勢能的減少量，故D錯誤.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，重錘在下落時受到的阻力主要來自兩個方面：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.故重錘下落時的加速度應小于重力加速度，我們通過實驗數(shù)據(jù)可以求出平均阻力的大小.

答案：(1)0.05 N

(2)BC