Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验小组选择如图所示纸带，纸带上选取的连续三个点A、B、C，测出A点距起点O的距离为s₀，A、B两点间的距离为s₁，B、C两点间的距离为s₂，交流电的周期为T，实验时：
（1）为了减少空气阻力对实验的影响．自由落下的重锤密度要

大

（选填填“大”或“小”）一些．
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中

不要

测重锤的质量（选填“要”或“不要”）．
（3）打点计时器打出B点时，重锤的速度V_B=

s1+s2

2T

（用题中所给的字母表示）
（4）实验小组在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，以O为起点B为研究终点，计算结果是：重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能．其原因主要是该实验中存在阻力作用，因此该组同学想到可以通过该实验测算平均阻力的大小．已知当地重力加速度值为g，重锤的质量为m，则该实验中存在的平均阻力大小f?=

mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

（结果用m，g，，V_B，S₀，S₁表示）．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．
在动能变化已知的条件下，我们可以运用动能定理求出受到的平均阻力．

解答：解：（1）自由落下的重锤密度要大些．如果密度大些后，也就是说质量增大而体积不变，空气对重锤的阻力就相对小些．
（2）因为我们是比较mgh、

1

2

mv²的大小关系，故m可消去比较，所以在“验证机械能守恒定律”的实验中不要测重锤的质量．
（3）利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

tAC

=

s1+s2

2T

（4）运用动能定理研究重锤以O为起点B为研究终点的过程得：
w_G+w_f=△E_k
mgh-fh=

1

2

mv_B²
f=mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

故答案为：（1）大
（2）不要
（3）

s1+s2

2T

（4）mg-

m v 2 B

2(s0+s1)

点评：对于一个实验，我们首先要知道实验的原理，用什么物理规律去研究问题，在去进行仪器的选择和误差的分析．
在题目已知的条件下，对于阻力的求解我们可以运用动能定理解决．