Question

用打點計時器“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如1圖所示．
（1）打點計時器開始工作時，兩個操作步驟“接通電源”和“松開紙帶”的順序應(yīng)該是：先

 

．
（2）某同學(xué)在使用質(zhì)量為m的重物來驗證“機械能守恒定律”的實驗中，在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖2所示．紙帶上所打的點記錄了重物在不同時刻的位置．設(shè)相鄰計數(shù)點的時間間隔為T，且O為打下的第一個點．當(dāng)打點計時器打下點“3”時，物體的動能的表達式為

 

，物體減少的重力勢能為

 

．

Answer 1

分析：實驗時為了提高紙帶的利用效率，應(yīng)先接通電源后釋放紙帶．根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數(shù)點3的瞬時速度，從而求出物體動能的表達式，根據(jù)物體下降的高度求出物體重力勢能的減小量．

解答：解：（1）如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；所以應(yīng)當(dāng)先接通電源，后讓紙帶運動．
（2）計數(shù)點3的瞬時速度v3=

s4-s2

2T

，則物體動能的表達式Ek=

1

2

mv32=

1

2

m(

s4-s2

2T

)2；
物體重力勢能的減小量為△E_p=mgs₃．
故答案為：（1）接通電源    （2）

1

2

m(

s4-s2

2T

)2，mgs₃

點評：解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，驗證重力勢能的減小量與動能的增加量是否相等．以及知道通過求某段時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度．