如图1所示,某同学利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验:
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是_________ ;
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,该同学先接通电源,再释放重物,得到一条图2所示的纸带,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为纸带上所打的三个点,测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3,在A和B、B和C之间还各有一个点。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量ΔEp=_______,动能增加量ΔEk=____________;
(3)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的___________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此看,该同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp_____ΔEk(选填“>”、“=”或“<”);
(4)若所受阻力不能忽略,利用纸带及以上数据,写出平均阻力的表达式f=________。
AB 系统 >
【详解】
(1)打点计时器需接交流电源;实验中需要用刻度尺测量点迹之间的距离,从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量;实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要用天平测量质量,故选AB。
(2)从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量
B点的瞬时速度
则动能的增加量
(3)该实验没有考虑各种阻力的影响,属于系统误差;
由于阻力的影响,该同学数据处理的结果比较合理的应当是。
(4)重锤下落过程中,受到重力和阻力作用,根据牛顿第二定律得
由纸带数据可得加速度
重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小
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