Question

在用打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=1kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為第一個點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打一點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.80m/s²．那么：
（1）紙帶的

 

端（填“左”或“右”）與重物相連；
（2）根據(jù)圖中所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)到

 

點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（3）從O點(diǎn)到（2）問中所取的點(diǎn)，則記錄B點(diǎn)時，重物速度v_B=

 

 m/s．重物重力勢能的減少量△E_p=

 

J，動能增加量△E_k=

 

J（結(jié)果保留3位有效數(shù)字），由此可得出結(jié)論是

 

．

Answer 1

分析：紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答：解：（1）從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來的第一個點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0．
所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連．
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，因?yàn)锽點(diǎn)的瞬時速度比較方便測量．
（3）利用勻變速直線運(yùn)動的推論：v_B=

xAC

2t

=

0.2323-0.155

2×0.02

=≈1.93m/s
在B點(diǎn)，重力勢能減小量△E_pB=mgh_B=1.0×9.8×0.192J=1.88J．
重物的動能E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×1.93²=1.87J；
在誤差允許范圍內(nèi)，△E_pB=△E_KB，即：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加量等于重力勢能的減少量．
故答案為：（1）左；（2）B；（3）1.93；1.88；1.87；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加量等于重力勢能的減少量．

點(diǎn)評：正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所測數(shù)據(jù)，如何測量計(jì)算，會起到事半功倍的效果．