Question

根據有關實驗，回答問題：
（1）“探究求合力的方法”實驗裝置如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖示．F與F′中，方向一定沿AO方向的是

 

．
（2）利用圖丙裝置可以驗證機械能守恒定律，實驗中電火花計時器所用交流電源的頻率為50Hz，得到如圖丁所示的紙帶．選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為s₀=19.00cm，點A、C間的距離為s₁=8.36cm，點C、E間的距離為s₂=9.88cm，g取9.8m/s²，測得重物的質量為100g．

①選取O、C兩點為初末位置研究機械能守恒．重物減少的重力勢能

 

 J，打下C點時重物的動能

 

    J．
②實驗中，由于存在阻力作用，重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能．重錘在下落過程中受到的平均阻力大小F=

 

N．

Answer 1

分析：（1）“探究求合力的方法”實驗中，一根彈簧秤的拉力方向與AO繩的方向一致．
（2）根據下降的高度，通過△E_p=mg△h求出重力勢能的減小量，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出D點的速度，從而求出C點的動能，根據能量守恒定律求出平均阻力的大小．

解答：解：（1）F是通過作圖的方法得到合力的理論值，而F′是通過一個彈簧稱沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長到O點，使得一個彈簧稱的拉力與兩個彈簧稱的拉力效果相同，測量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′．
（2）①重力勢能的減小量△Ep=mg(s0+s1)=0.1×9.8×(19.00+8.36)×10-2J≈0.27J
Ek=

1

2

mvc2=

1

2

m(

s1+s2

2T

)2=

1

2

×0.1×(

0.836+0.988

0.08

)2≈0.26J
②根據能量守恒定律得，f（s₀+s₁）=△E_P-△E_K
代入數據解得f=0.04N．
故答案為：（1）F′（2）0.27，0.26  0.04

點評：解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及在第二個實驗中求解阻力大小，可以用能量守恒定律求解，也可以通過紙帶求出加速度，根據牛頓第二定律進行求解．