Question

利用如圖(a)所示的裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，按正確的實(shí)驗(yàn)操作得到幾條打上點(diǎn)跡的紙帶．通常要求從其中挑選頭兩點(diǎn)(即0、1兩點(diǎn))間距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量．但一位同學(xué)未按此要求，卻選取了一條操作正確、點(diǎn)跡清楚，但頭兩點(diǎn)(0與1點(diǎn))間的距離明顯小于2mm的紙帶進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)(標(biāo)出0、l、2、3…各實(shí)際點(diǎn)跡)、測(cè)量(測(cè)出各點(diǎn)與0點(diǎn)的高度差、、、…)見(jiàn)圖(b)，那么能否用它正確計(jì)算比較點(diǎn)n位置處的動(dòng)能與重力勢(shì)能的對(duì)應(yīng)關(guān)系(n＝2，3，4……)，即能否驗(yàn)證?________，理由是_______________________________．列出點(diǎn)n處瞬時(shí)速度的計(jì)算式(應(yīng)用從紙帶上讀取的數(shù)據(jù))___________．

Answer 1

答案：略
解析：

能；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)性質(zhì)仍為自由落體運(yùn)動(dòng)，只要將n=1的位置除外即可． 本題的實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求先接通電源，開動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上記下初始位置．然后將紙帶、重錘系統(tǒng)適時(shí)地?zé)o初速釋放使之自由下落．所謂“適時(shí)”，最理想的情況是在振針剛好打在紙帶上的一瞬間釋放，紙帶上的頭兩點(diǎn)的間隔就是自由落體在第一個(gè)0.02s內(nèi)下落的位移，即． 但這種情況的機(jī)會(huì)很少，通常是在振針兩次敲擊紙帶之間的某時(shí)刻松手釋放．但只要是無(wú)初速釋放，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)仍然是自由落體，只是紙帶上頭兩點(diǎn)之間距離由于所經(jīng)歷的時(shí)間小于0.02s而較2mm要短些．因此完全可以用它進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒的計(jì)算，即比較點(diǎn)n位置的動(dòng)能與重力勢(shì)能減少量的等量關(guān)系． 同樣道理，因下落高度h和速度都不能用理論計(jì)算值，而只能用實(shí)際測(cè)量值，故不從第一點(diǎn)開始，如從第3點(diǎn)到第8點(diǎn)之間的紙帶也能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，只要計(jì)算出勢(shì)能減小量是否等于對(duì)應(yīng)的功能增加量即可． 如該實(shí)驗(yàn)中只打出一條紙帶，但開始一段不小心被撕掉，能否根據(jù)這條紙帶驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律?應(yīng)怎樣做?