题目内容

6．在用图甲所示实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz（打点计时器每隔0.02s打一次点），当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用的重物的质量为500g，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把第一个点记作O（认为打O点时重物下落的速度为0），另取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道，A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．

（1）根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于3.81J，动能的增加量等于3.78J（结果保留3位有效数字）．
（2）请写出两个实验中应注意的事项：
①限位孔竖直；
②纸带竖直．

分析 根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而得出动能的增加量．
根据实验的原理以及误差的来源确定实验中需要注意的事项．

解答 解：（1）重物由O点运动到C点，重力势能减少量△Ep=mgh=0.5×9.8×0.7776J≈3.81J，C点的瞬时速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}$m/s=3.89m/s，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×3.8{9}^{2}$J≈3.78J．
（2）实验中误差主要来源是阻力的影响，所以需要注意的事项：①限位孔竖直，②纸带竖直，③重物选择质量大一些，体积小一些的等．
故答案为：（1）3.81；3.78；（2）限位孔竖直；纸带竖直．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．

练习册系列答案
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