题目内容

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点（速度恰好为零），每两个计数点之间还有四个点未画出，选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2．精英家教网
（1）打纸带：先
 
，后
 
，让重物带着纸带自由下落，这样计时器就在纸带上打下了一系列点，更换纸带重复上述步骤做3～5次实验．
（2）根据以上数据，可计算出打B点时的速度VB=
 
 m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少了
 
 J，动能增加了
 
 J． （计算结果都要保留3位有效数字）
分析：（1）打纸带时，先接通电源，后释放纸带，便于纸带充分利用，同时确保初速度为零开始计时；
（2）利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．
解答：解：（1）打纸带：先接通电源，后释放纸带，从而确保起始点的初速度为零，同时使得纸带充分利用．
（2）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=
XAC
tAC
=
XOC-XOA
tAC
=
1.3050-0.5050
2×0.02×5
m/s=4.00m/s；
重物由O点运动到B点，重力势能减少了△EP=mgh=1×9.8×0.86=8.43J
动能的增加量△Ek=
1
2
m
v
2
B
=
1
2
×1×42=8.00J
故答案为：（1）接通电源，释放纸带；
（2）4.00；8.43；8.00；
点评：考查电源与纸带谁的先后，理解先接通电源后，释放纸带的原理；掌握平均速度来求瞬时速度的方法；
运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．同时要注意单位的换算和有效数字的保留．
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