用如图5－8甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。小题1:实验小

问题实验题

用如图5－8甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

小题1:实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图5－9所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02S,重力加速度g=10m/s²;重锤的质量为m=1kg,已知S₁=0.98cm,S₂=1.42cm,S₃="1.78cm," S₄=2.18cm,重锤从B点到C点重力势能变化量是 J，动能变化量是 J. (结果保留三位有效数字)

小题2:若实验小组B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的过程中存在阻力作用，因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小. 根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，电源的频率为f,用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝___________（用字母g、m、f、 S₁_、 S₂、S₃、S₄表示）.

答案

小题1:0.142J，0.140J

小题2:F＝m[g－]

小题1:＝0.600 m/s

m/s＝0.800 m/s

重锤从B点到C点重力势能变化量是Δ E_P＝1×10×1.42×10^－²＝0.142J，动能变化量是 Δ E_K＝×1×（0.800²－0.600²）J＝0.140J

小题2:利用分组逐差法求得加速度为a＝，

由牛顿第二定律得

mg－F＝ma，求得F＝m[g－]