Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組選擇如圖所示紙帶，紙帶上選取的連續(xù)三個(gè)點(diǎn)A、B、C，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s₀，A、B兩點(diǎn)間的距離為s₁，B、C兩點(diǎn)間的距離為s₂，交流電的周期為T，實(shí)驗(yàn)時(shí)：
（1）為了減少空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．自由落下的重錘密度要

大

（選填填“大”或“小”）一些．
（2）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中

不要

測(cè)重錘的質(zhì)量（選填“要”或“不要”）．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度V_B=

s1+s2

2T

（用題中所給的字母表示）
（4）實(shí)驗(yàn)小組在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，以O(shè)為起點(diǎn)B為研究終點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果是：重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能．其原因主要是該實(shí)驗(yàn)中存在阻力作用，因此該組同學(xué)想到可以通過該實(shí)驗(yàn)測(cè)算平均阻力的大�。�已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度值為g，重錘的質(zhì)量為m，則該實(shí)驗(yàn)中存在的平均阻力大小f?=

mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

（結(jié)果用m，g，，V_B，S₀，S₁表示）．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能．
在動(dòng)能變化已知的條件下，我們可以運(yùn)用動(dòng)能定理求出受到的平均阻力．

解答：解：（1）自由落下的重錘密度要大些．如果密度大些后，也就是說質(zhì)量增大而體積不變，空氣對(duì)重錘的阻力就相對(duì)小些．
（2）因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、

1

2

mv²的大小關(guān)系，故m可消去比較，所以在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中不要測(cè)重錘的質(zhì)量．
（3）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=

xAC

tAC

=

s1+s2

2T

（4）運(yùn)用動(dòng)能定理研究重錘以O(shè)為起點(diǎn)B為研究終點(diǎn)的過程得：
w_G+w_f=△E_k
mgh-fh=

1

2

mv_B²
f=mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

故答案為：（1）大
（2）不要
（3）

s1+s2

2T

（4）mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們首先要知道實(shí)驗(yàn)的原理，用什么物理規(guī)律去研究問題，在去進(jìn)行儀器的選擇和誤差的分析．
在題目已知的條件下，對(duì)于阻力的求解我們可以運(yùn)用動(dòng)能定理解決．