Question

在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m=1kg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為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一點，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點到

 

點來驗證機械能守恒定律；
（3）從O點到（2）問中所取的點，則記錄B點時，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：紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運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點為打出來的第一個點，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點和B點來驗證機械能守恒定律，因為B點的瞬時速度比較方便測量．
（3）利用勻變速直線運動的推論：v_B=

xAC

2t

=

0.2323-0.155

2×0.02

=≈1.93m/s
在B點，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：在實驗誤差允許的范圍內(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；在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加量等于重力勢能的減少量．

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所測數(shù)據(jù)，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．