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=1.0kg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，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．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，（结果取3位有效数字）．那么：
（1）纸带的    端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和    点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△Ep=    J，动能增加量△Ek=    J；
（4）实验的结论是    ．
【答案】分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
解答：解：（1）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0．
所以纸带的左端应与重物相连．
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，因为B点的瞬时速度比较方便测量．
（3）重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.28 J=2.74J．
利用匀变速直线运动的推论
vB===2.33m/s
EkB=mvB2=2.71 J
△Ek=EkB-0=2.71 J
在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：（1）左
（2）B
（3）2.74，2.71，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
点评：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．
要注意单位的换算和有效数字的保留
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