Question

（2007?黄岛区模拟）某同学在用落体法验证机械能守恒定律时，进行了以下步骤：
a．把电磁打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器接在低压交流电源上；
b．将连有重物的纸带穿过打点计时器的限位孔，提稳纸带；
c．释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；
d．更换纸带，重复b、c步骤，选出点迹清晰符合要求的纸带；
e．用公式v=

2gh

求出速度，验证机械能是否守恒．
（1）在以上的操作中，你认为存在错误的步骤是

c、e

（只填步骤前序号）．
（2）在实验中，该同学发现重锤减小的重力势能总是大于增加的动能，其主要是因为重锤下落过程中存在阻力的原因．现用该装置测定平均阻力的大小，为此选择了一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的三个实验点A、B、C为计数点，如图所示．测得A、B、C到O的距离分别为s₁、s₂、s₃．已知打带计时器所用的交流电源频率为f，当地的重力加速度为g，还需测量的物理量是

重锤的质量m

（用文字及符号表示）．用这些物理量及已知量，表示重锤下落过程中受到的平均阻力大小为

m[g-(s3+s1-2s2)f2]

．

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加速度．
重锤受到重力和摩擦阻力的作用，根据牛顿第二定律得可以计算出重锤在下落过程中受到的平均阻力大小．

解答：解：（1）步骤C中，应该先接通电源后释放纸带，e中应该根据纸带算出速度，而不是根据自由落体运动的公式计算速度，故ce错误．
（2）根据匀加速直线运动的推论可知：
△x=aT²
所以a=

(s3-s2)(s2-s1)

T2

=(s3+s1-2s2)f2
根据牛顿第二定律得：
mg-f=ma
解得：f=m[g-(s3+s1-2s2)f2]
所以还要测量重锤的质量m
故答案为：
（1）c e
（2）重锤的质量 m； m[g-(s3+s1-2s2)f2]

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．