Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點(diǎn)位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示，（圖中O是打點(diǎn)計時器打的第一個點(diǎn)，A、B、C、D是間隔一段所取的點(diǎn)，圖中單位為厘米），根據(jù)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合紙帶回答以下問題：
（1）現(xiàn)有器材是：電磁打點(diǎn)計時器；低壓交流電源；紙帶；帶夾子的重物；刻度尺；天平；導(dǎo)線；鐵架臺．其中該實(shí)驗(yàn)不需要的器材是

天平

；
（2）實(shí)驗(yàn)時，釋放紙帶與接通電源的合理順序是

先接通電源后釋放紙帶

；
（3）實(shí)驗(yàn)中，要從幾條打上點(diǎn)的紙中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近

2

mm并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量．
（4）由紙帶計算重錘下落的加速度為

9.75m/s²

；（注：4、5、6三題小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位）
（5）若重錘質(zhì)量為m kg，則重錘從開始下落到B點(diǎn)時，減少的重力勢能為

7.018mJ

；
（6）若重錘質(zhì)量為m kg，則重錘從開始下落到B點(diǎn)時，重錘的動能為

6.829mJ

．

Answer 1

分析：明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，了解具體操作細(xì)節(jié)，正確應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律以及推論即可正確解答該題．

解答：解：（1）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢能與增加的動能之間的關(guān)系，即比較mgh與

1

2

mv2的關(guān)系，在比較是物體質(zhì)量可以約掉，因此不需要天平．
故答案為：天平．
（2）為了提高紙帶的利用率，盡量多的在紙帶上打點(diǎn)，要先打點(diǎn)后釋放紙帶．
故答案為：先接通電源后釋放紙帶．
（3）因?yàn)槌跛俣葹榱�，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，在0.02s內(nèi)的位移為2mm，所以選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)．
故答案為：2．
（4）根據(jù)△x=aT²有：
g=

sBC-sAB

T2

≈9.75m/s2
故答案為：9.75m/s²．
（5）減小的重力勢能為：△E_P=mgh=7.018mJ；
故答案為：7.018mJ
（6）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：
vB=

xAC

2T

≈3.693m/s
△EK=

1

2

m

v

2 B

=6.829mJ
故答案為：6.829mJ．

點(diǎn)評：正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．