Question

13．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，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，当地的重力加速度为g=9.8m/s²．那么：
（1）纸带的左端（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B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△E_p=1.88  J，该所取点的速度大小为1.93m/s；（结果取3位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，根据这个关系判断那一端连接重物．
（2）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．
（3）减少的重力势能△Ep=mgh，增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由从纸带上计算出来．

解答 解：（1）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物．
（2）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．故选B点．
（3）减少的重力势能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{23.28-15.55}{2×0.02}×1{0}^{-2}$≈1.93m/s；
故答案为：（1）左；（2）B；（3）1.88；1.93．

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测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果．