Question

利用如圖l所示的裝置進行“驗證機械能守恒定律”實驗，某次實驗中得到如圖2所示的紙帶．
（1）測出點A、C間的距離為14.77cm，點C、E間的距離為16.33cm，已知當地重力加速度為9.8m/s²，打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz，重錘的質量為m=l.0kg，則C點對應的速度是______m/s（保留三位有效數字），重錘在下落過程中、受到的平均阻力大小F=______N．

（2）利用O、C兩點進行驗證（O為紙帶上的第一個點），經計算發現重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，則出現這一問題的原因可能是______（填序號）．
A．重錘的質量測量大了
B．重錘下落時受到的阻力過大
C．O、C之間的距離測小了
D．O、C之間的距離測大了
E．交流電的實際頻率大于50Hz
F．交流電的實際頻率小于50Hz．

Answer 1

（1）C點的即時速度等于AC段的平均速度，即：vC=

xAE

4T

=

0.1477+0.1633

008

=3.89m/s；
利用勻變速直線運動的推論△x=at²求出物體下落的加速度為：a=

△x

t2

=

0.1633-0.1477

0.042

=9.75m/s²
根據牛頓第二定律可以得到mg-f=ma，所以有：
f=mg-ma=m（g-a）=1×（9.8-9.75）N=0.05N
（2）重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，說明測量的物體的速度偏大或者是物體的重力勢能偏小，
A、由重錘下落過程中mgh=

1

2

mv2可知，重錘的質量與實驗的數據無關，所以重錘的質量測量錯誤不會影響實驗的數據，故A錯誤；
B、重錘下落時受到的阻力過大，會使物體的速度減小，不會使物體的動能變大，故B錯誤；
C、O、C之間的距離測小小，則導致物體的重力勢能偏小，故C正確，D錯誤；
E、交流電源的頻率小于50Hz．此時點之間的時間間隔大于0.02s，仍按照0.02s計算時，測量的速度大于真實的數值，導致重錘增加的動能略大于重錘減少的重力勢能，故F正確，E錯誤；
故選：CF．
故答案為：（1）3.89，0.05，（2）CF