Question

3．用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示．

（1）某同学在使用质量为m的重物来“验证机械能守恒定律”的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图2所示，纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，那么纸带的左端（填“左”或“右”）与重物相连．
（2）若打点的时间间隔为T，则打点“3”时重物的动能为$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$（用题目中给定的字母来表示），由点“0”到点“3”的过程中重物的重力势能减少了（重力加速度大小为g）mgs₃．

Answer 1

分析 （1）根据相等时间内位移越来越大，确定纸带的哪一端与重物相连．
（2）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点3的瞬时速度，从而得出打点3时的动能．根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）重物做加速运动，相等时间内位移越来越大，可知纸带的左端与重物相连．
（2）点3的瞬时速度${v}_{3}=\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$，则打点3时的动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{3}}^{2}$=$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$，由点“0”到点“3”的过程中重物的重力势能减少量△E_p=mgs₃．
故答案为：（1）左，（2）$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$，mgs₃．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，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．