Question

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期T=0.02s，自由下落的重錘質(zhì)量m=2kg，如圖所示為某同學(xué)實(shí)驗(yàn)后選出的一條紙帶，O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C是在紙帶上選取的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，AB、BC間各有一個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出．經(jīng)測(cè)量得到A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為：s₁=23.58cm，s₂=32.80cm，s₃=43.58cm，

完成以下問(wèn)題：（本題中的數(shù)值計(jì)算，結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
①紙帶的______端與重錘連接（填“左”或“右”）
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，重錘的速度v_B=______m/s
③從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重錘的動(dòng)能的增加量△E_k=______J，重力勢(shì)能的減少量△E_P=______J（取g=9.8m/s²）
④在此實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘重力勢(shì)能的減少量總是大于動(dòng)能的增加量，其主要原因是在重錘下落過(guò)程存在阻力作用．可以通過(guò)該裝置測(cè)定該阻力的大小，設(shè)重錘所受阻力大小F_f恒定，試用題目中所給物理量的符號(hào)表示出重錘所受阻力大小F_f=______．（用m、T、g、s₁、s₂、s₃表示）

Answer 1

①?gòu)募垘�上可以看�?點(diǎn)為打出來(lái)的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連．
②AB、BC間各有一個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出．所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是：t=2T=0.04s
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：
v_B=

xAC

tAC

=

0.4358-0.2358

0.08

=2.50m/s．
③重力勢(shì)能減小量：△E_p=mgh=2×9.8×0.3280 J=6.43 J．
E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×2×2.502=6.25 J．
④利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=at²
a=

xBC-xAB

t2

=

s3+s1-2s2

4T2

；
對(duì)重物運(yùn)用牛頓第二定律得：
mg-f=ma
f=mg-ma=mg-m

s3+s1-2s2

4T2

故答案為：①左，②2.50，③6.25，6.43；④mg-m

s3+s1-2s2

4T2

．