Question

用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：
(1)運(yùn)用公式對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是________，為此，所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近________．
(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量.打點(diǎn)紙帶如圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重物速度v_B＝________，重物動(dòng)能E_k＝________，從開始下落起至B點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能減少量是________，由此可得出的結(jié)論是_______________________．(g取9.8 m/s²)

(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是如圖中的________．

Answer 1

(1)打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)重物的初速度為零　2 mm   (2)0.59 m/s　0.17 J　0.17 J　機(jī)械能守恒　(3)C  

分析：書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．
解答：解：（1）用公式mv²=mgh時(shí)，對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是重錘是從初速度為零開始，
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，打點(diǎn)周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點(diǎn)間的距離接近2mm，h=gT²=×9.8×0.02² m≈2 mm．
（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，v_B==0.59m/s，重錘的動(dòng)能E_KB=mv_B²=0.174J
從開始下落至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.176J=0.173J．
得出的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．
(3)因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824125640911338.png" style="vertical-align:middle;" />v²=gh，所以與h成正比，則以為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象應(yīng)是如圖中的C
故答案為：（1）重錘是從初速度為零開始，2mm 
（2）0.59m/s，0.174J，0.173J．在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．(3)C
點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．