Question

13．在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點，如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，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打一次點，當地的重力加速度為g=9.8m/s²．那么：
（1）紙帶的左端（選填“左”或“右”）與重物相連；
（2）根據圖上所得的數據，應取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律；
（3）從O點到所取點，重物重力勢能減少量△E_p=1.88  J，該所取點的速度大小為1.93m/s；（結果取3位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，根據這個關系判斷那一端連接重物．
（2）驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數據．
（3）減少的重力勢能△Ep=mgh，增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由從紙帶上計算出來．

解答 解：（1）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物．
（2）驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數據．故選B點．
（3）減少的重力勢能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{23.28-15.55}{2×0.02}×1{0}^{-2}$≈1.93m/s；
故答案為：（1）左；（2）B；（3）1.88；1.93．

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)進行分析所測數據，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．