利用电火花计时器做如下实验。
(1)(10分)甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/1302b25d3b1b0a7763215e65a40d1d9f.png)
①下面是操作步骤:
a.按图1安装器材;
b.松开铁夹,使重锤带动纸带下落;
c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作
d.进行数据处理:
e.根据需要,在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列 .
②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,图2为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……,
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/34c93cdfce161791d9b97913cbf37f43.png)
电火花计时器打F点时,重锤下落的速度为 m/s。(保留到小数点后两位)
③如果已知重锤的质量为0.50kg,当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为 J,重锤动能的增加量为 J。(保留到小数点后两位)
(2)(8分)乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/7cb49e2466415531e41b9f004f498268.png)
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D……;
c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/8f4f608214e30238648eb73c6fc90029.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/68c232f4eb70f5dab5d9e241fce8d209.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/86c1df12871d8ee9396ce05b8d40f5c6.png)
、……;
d.用配重受到的重力分别乘以
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/8f4f608214e30238648eb73c6fc90029.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/68c232f4eb70f5dab5d9e241fce8d209.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/86c1df12871d8ee9396ce05b8d40f5c6.png)
、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80m/s2)
e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/833a1874e77bd9476ed0ade14d1dd034.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/055a6b2530ac88a6cf7d57724fc806f8.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/0513bc1ad4eb0a9d7bce6051216075b0.png)
、……,再求出它们的平方
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/975be2e43864843f08be86a05cb085cb.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/b439d7745a827bcd58f7cc3a294d5825.png)
、
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/2b8dc6e393a612075dcae73496fefd6c.png)
、……;
f.用纵坐标表示速度的平方
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/6e5d130439e4f0efdd68c69bec1dd7ba.png)
,横坐标表示配重重力所做的功W,作出
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/9d5684bd305af5fbc03fef60b015f959.png)
图象,并在图象中描出(
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/c92b68e40fca00d49a49165971cdabdd.png)
,
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/975be2e43864843f08be86a05cb085cb.png)
)坐标点,再连成图线;(以下计算保留到小数点后两位)
①在步骤d中,该同学测得
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/14fc7120221e721e8a08bcb2449e536e.png)
,则配重重力所做的功
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/9a5ee77985b83d39e3198f222a330870.png)
J;
②该同学得到
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/9d5684bd305af5fbc03fef60b015f959.png)
图象如图4。通过图象可知,打A点时对应小车的速度
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/af7c578449a76649294b4f7fda91644a.png)
m/s;
③小车的质量M= kg.
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-10-16/3ae80f12fad7eea0e82d9dbb0d8988d5.png)