Question

3．用打點計時器“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示．

（1）某同學在使用質量為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，那么紙帶的左端（填“左”或“右”）與重物相連．
（2）若打點的時間間隔為T，則打點“3”時重物的動能為$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$（用題目中給定的字母來表示），由點“0”到點“3”的過程中重物的重力勢能減少了（重力加速度大小為g）mgs₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相等時間內位移越來越大，確定紙帶的哪一端與重物相連．
（2）根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點3的瞬時速度，從而得出打點3時的動能．根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）重物做加速運動，相等時間內位移越來越大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）點3的瞬時速度${v}_{3}=\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$，則打點3時的動能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{3}}^{2}$=$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$，由點“0”到點“3”的過程中重物的重力勢能減少量△E_p=mgs₃．
故答案為：（1）左，（2）$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$，mgs₃．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．