Question

8．在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點．已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²，那么

（1）計算B點瞬時速度時，甲同學用v_B²=2gs_OB，乙同學用v_B=$\frac{{S}_{AC}}{2T}$．其中所選擇方法正確的是乙（選填“甲”或“乙”）同學．
（2）同學丙想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進一步計算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計算出紙帶下落的加速度為9.5m/s²，從而計算出阻力F_f=0.06N．
（3）若同學丁不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點之后的紙帶能否實現(xiàn)驗證機械能守恒定律的目的？能．（選填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 該題的關鍵是處理紙帶問題時應用${v}_{\frac{t}{2}}$=$\frac{x}{t}$求瞬時速度，既可以用mgh=$\frac{1}{2}$mv²來驗證機械能守恒，也可以用mgh=$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²來驗證．

解答 解：（1）、由于實驗過程中重物和紙帶會受到空氣和限位孔的阻力作用，導致測得的加速度小于當?shù)氐闹亓�加速度�?br />所以求速度時不能用 v_B²=2gs_OB，來求，只能根據(jù)${v}_{\frac{t}{2}}$=$\frac{x}{t}$求瞬時速度值，所以乙正確．
（2）、根據(jù)△x=at²，可求出a=$\frac{0.2323-0.1920-（0.1920-0.1555）}{{（0.02）}^{2}}$=9.5m/s²，
由牛頓第二定律mg-f=ma解得阻力為：
f=0.06N．
（3）、根據(jù)mgh=$\frac{1}{2}$mv₂²-$\frac{1}{2}$mv₁²可知，可以利用A點之后的紙帶驗證機械能守恒，即能實現(xiàn)．
故答案為：（1）乙；（2）9.5，0.06；（3）能．

點評 明確實驗原理，熟記處理紙帶問題的思路和方法，注意求瞬時速度的方法，分清理論推導與實驗探索的區(qū)別，學會求加速度的方法．