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落下,重錘上拖著的紙帶通過電磁打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點的痕跡進行測量,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交流輸出端上;
C.用天平測量出重錘的質(zhì)量;
D.先釋放懸掛紙帶的夾子,后接通電源開關(guān)打出-條紙帶;
E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離;
F.根據(jù)測量的結(jié)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.
指出其中沒有必要或不恰當?shù)牟僮鞑襟E是:(將其選項對應(yīng)的字母填寫在空行內(nèi))沒有必要的操作步驟是:
C
C
不恰當?shù)牟僮鞑襟E是:
D
D
(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E,測量出A點距起始點O距離為S
0,點A、C間的距離為S
1,點C、E間的距離為S
2,使用交流電的頻率為f,則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為:a=
.
(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能,其原因主要是重錘下落過程中存在著阻力的作用.可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小,若已知當?shù)氐闹亓铀俣戎凳莋,還需要測量的物理量是:
M
M
試用這些數(shù)據(jù)和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘下落的過程中受到的平均阻力大小F為:F=
.