Question

（1）在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y₁=4.78cm，B、C间距离y₂=14.58cm．（g取9.80m/s²）
①根据以上直接测量的物理量得小球初速度

 

（用题中所给字母表示）．
②小球初速度的测量值为

 

_m/s．（保留两位有效数字）
（2）在利用电磁打点计时器（电磁打点计时器所用电源频率为50Hz）验证“机械能守恒定律”的实验中：
①某同学进行实验后，得到如图所示的纸带，把第一点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s²，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为

 

J，重力势能的减少量为

 

J．
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a=

 

 m/s²．
③在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤增大的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中人出的已知值可求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为

 

N．

Answer 1

分析：（1）由匀变速运动的位移差等于定值，可以求得运动的时间，再有速度公式可以求初速度；
（2）C点是AE的中间时刻，C的瞬时速度和AE的平均速度相等，进而可以求得C点时的动能，由E_p=mgh可以求得减小的势能，再根据总的能量守恒可以求得平均阻力的大小．

解答：解：（1）在竖直方向上由△h=gt²
△h=y₂-y₁，
 求得时间t=

y2-y1 g

=0.1s．
水平方向匀速直线运动，
小球初速度v₀=

X

t

=x

g y2-y1

=

0.1

0.1

m/s=1.0m/s．
（2）
①C点的速度为，
Vc=V_AE=

(15.24+16.76)×10-2

4×0.02

=4m/s，
动能的增加量E_K=

1

2

mV_c²=0.5×1×4²=8J，
重力势能的减少量为，
E_p=mgh=8.25J，
②由匀变速运动的位移差等于定值知，
△h=at²
a=

△h

t2

=

(16.76-15.24) ×10-2

0.042

=9.5m/s²；
③由能量守恒知，
fh=E_p-E_K
平均阻力大小为f=

Ep- EK

h

=0.3N．
故答案为：（1）x

g y2-y1

；1．（2）8；8.25；9.5；  0.3．

点评：匀变速运动的位移差等于定值，这个结论是在高中常用的一个结论，在求加速度的时候，基本上都是用这个结论来求的；减小的势能大于增加的动能，就是由于阻力做功的原因，由能量守恒就可以求出阻力的大小．