Question

【題目】（1）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律．

①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將電磁打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質量；

D．打開懸掛紙帶的夾子，再接通電源開關打出一條紙帶；

E．選取計數點，并測量計數點間的距離；

F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

其中沒有必要進行的或者操作不當的步驟是．______________________

（將其選項對應的字母填在橫線處）

②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值．如圖所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上的連續的五個點A、B、C、D、E，測出A距起始點O的距離為s0，點AC間的距離為s1，點CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，根據這些條件計算重錘下落的加速度a＝_________．

③在上述驗證機械能守恒定律的實驗中發現，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大小．若已知當地重力加速度公認的較準確的值為g，還需要測量的物理量是____________．

試用這些物理量和上圖紙帶上的數據符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小f＝___________________．

（2）某實驗小組設計了如圖（a）所示的實驗裝置，通過改變重物的質量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。

①圖線________是在軌道左側抬高成為斜面情況下得到的（選填“①”或“②”）；

②滑塊總質量m=____________kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數μ=____________

Answer 1

【答案】（1）①BCD ②③重錘質量m，。

（2）① ① ， ② 0．5， 0．2

【解析】試題分析：（1）①打點計時器應接在交流電源上，實驗步驟B是錯誤的．應先接通電源，再釋放紙帶，所以步驟D是錯誤的．根據測量原理，重錘的動能和勢能中都包含了質量m，可以約去．所以可以不測量質量，所以步驟C不必要．

②根據，T=得，加速度a=．

③根據牛頓第二定律得，mg-f=ma，所以f=mg-ma=．

（2）①圖線①與縱軸的交點表示在所受拉力F為零時，加速度不為零，說明軌道左側抬高成為斜面；②根據F=ma得a=F/m，所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發射部分的總質量的倒數．

由圖形得加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率k=2，所以滑塊和位移傳感器發射部分的總質量m=0．5Kg。在水平軌道上F=1N時，加速度a=0，根據牛頓第二定律得F-μmg=0

解得μ=0．2

故答案為：0．5，0．2