Question

利用電火花計時器做如下實驗。
（1）（10分）甲同學(xué)使用如圖1所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”。

①下面是操作步驟：
a．按圖1安裝器材；
b．松開鐵夾，使重錘帶動紙帶下落；
c．接通電火花計時器電源，使計時器開始工作
d．進行數(shù)據(jù)處理：
e．根據(jù)需要，在紙帶上測量數(shù)據(jù)。
把上述必要的操作步驟按正確的順序排列           .
②電火花計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，圖2為實驗中打出的一條紙帶，從起始點O開始，將此后連續(xù)打出的7個點依次標(biāo)為A、B、C、D……，

電火花計時器打F點時，重錘下落的速度為            m/s。（保留到小數(shù)點后兩位）
③如果已知重錘的質(zhì)量為0．50kg，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?．80m／s2。從打O點到打F點的過程中，重錘重力勢能的減少量為           J，重錘動能的增加量為     J。（保留到小數(shù)點后兩位）
（2）（8分）乙同學(xué)采用如圖3所示的裝置進行了有關(guān)“動能定理”研究的實驗。

a．按圖3把實驗器材安裝好，不掛配重，反復(fù)移動墊木直到小車能夠做勻速直線運動；
b．把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為100g的配重。接通電源，放開小車，電火花計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點。從某點A開始，此后在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，依次標(biāo)為B、C、D……；
c．測量出B、C、D、……各點與A點的距離，分別記為、、、……；
d．用配重受到的重力分別乘以、、、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；（重力加速度g=9．80m／s2）
e．求出B、C、D、……各點速度的大小，分別記為、、、……，再求出它們的平方、、、……；
f．用縱坐標(biāo)表示速度的平方，橫坐標(biāo)表示配重重力所做的功W，作出圖象，并在圖象中描出（，）坐標(biāo)點，再連成圖線；（以下計算保留到小數(shù)點后兩位）
①在步驟d中，該同學(xué)測得，則配重重力所做的功      J；
②該同學(xué)得到圖象如圖4。通過圖象可知，打A點時對應(yīng)小車的速度  m／s；
③小車的質(zhì)量M=        kg.

Answer 1

解答：解：（1）①在明確實驗原理的前提下，先安裝實驗器材，然后再進行實驗，故具體步驟為：A、D、B、C、E、F．
答案為：a、c、b、e、d．
②在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，故F點的速度為：
v_F==1.15m/s，由于刻度尺在讀數(shù)時需要估讀，因此答案在1.14m/s-1.16m/s都正確．
故答案為：1.15（1.14---1.16）．
③重力勢能的減小量等于重力做功大小，故有：
△E_p=mgs_OF=0.35J，由于刻度尺在讀數(shù)時需要估讀，因此答案在0.34J---0.35J都正確．
故答案為：0.35（0.34---0.35）．
動能增量為：△E_k=-0=0.33J，答案在0.32J---0.34J范圍內(nèi)均正確．
故答案為：0.33（0.32---0.34）．
（2）①配重重力做功為：W=mgx₄=0.1×9.8×0.4≈0.39J
故答案為：0.39．
②由圖可知，縱軸截距對應(yīng)的就是打A點速度的平方，因此有：=0.25m²/s²
所以有：Av_A=0.50m/s．
故答案為：0.50（0.48-0.52）．
③根據(jù)動能定理：W=m-m，可得：=+，所以圖象的斜率：K=，代入數(shù)據(jù)得：m=0.30kg．
故答案為：0.30（0.28-0.32）．