Question

18．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，重锤质量m=0.1kg，查出当地重力加速度的值为9.80m/s²
（1）请将下列实验步骤补充完整：
将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器处；先接通电源，再松开纸带（选填“先接通电源，再松开纸带”或“先松开纸带，再接通电源”），让重物自由下落．
（2）正确地选出纸带，测得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示，相邻两点时间间隔为0.02s，打点计时器打下B点时，重物的速度v_B=0.98m/s，从起始点O到打下B点的过程中重力势能减少量是△E_P=0.0491J，此过程中重物动能的增加量△E_k=0.0480J．（以上两空保留三位有效数字）

Answer 1

分析 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B点的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求解重力势能的减小量．

解答 解：（1）实验时应先接通电源，再松开纸带．
（2）相邻两点时间间隔为0.02s，B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s
从起始点O到打下B点的过程中重力势能减少量为：△E_P=mgh=0.1×9.8×5.01×10^-2J≈0.0491J
动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.1×0.9{8}^{2}$J≈0.0480J．
故答案为：（1）先接通电源，再松开纸带；（2）0.02，0.98，0.0491，0.0480．

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．