Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示，（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D是间隔一段所取的点，图中单位为厘米），根据实验并结合纸带回答以下问题：
（1）现有器材是：电磁打点计时器；低压交流电源；纸带；带夹子的重物；刻度尺；天平；导线；铁架台．其中该实验不需要的器材是

天平

；
（2）实验时，释放纸带与接通电源的合理顺序是

先接通电源后释放纸带

；
（3）实验中，要从几条打上点的纸中挑选第一、二两点间的距离接近

2

mm并且点迹清晰的纸带进行测量．
（4）由纸带计算重锤下落的加速度为

9.75m/s²

；（注：4、5、6三题小数点后面保留两位）
（5）若重锤质量为m kg，则重锤从开始下落到B点时，减少的重力势能为

7.018mJ

；
（6）若重锤质量为m kg，则重锤从开始下落到B点时，重锤的动能为

6.829mJ

．

Answer 1

分析：明确该实验的实验原理，了解具体操作细节，正确应用匀变速直线运动的规律以及推论即可正确解答该题．

解答：解：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，我们验证的是减少的重力势能与增加的动能之间的关系，即比较mgh与

1

2

mv2的关系，在比较是物体质量可以约掉，因此不需要天平．
故答案为：天平．
（2）为了提高纸带的利用率，尽量多的在纸带上打点，要先打点后释放纸带．
故答案为：先接通电源后释放纸带．
（3）因为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，在0.02s内的位移为2mm，所以选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带来处理数据．
故答案为：2．
（4）根据△x=aT²有：
g=

sBC-sAB

T2

≈9.75m/s2
故答案为：9.75m/s²．
（5）减小的重力势能为：△E_P=mgh=7.018mJ；
故答案为：7.018mJ
（6）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vB=

xAC

2T

≈3.693m/s
△EK=

1

2

m

v

2 B

=6.829mJ
故答案为：6.829mJ．

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．