Question

9．某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g=9.80m/s²．测得所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图所示．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．根据以上数据，回答一下问题：

（1）打点计时器是一种计时仪器，它使用交流（选填“直流”或“交流”）电源；
（2）相邻两个计数点间的时间是0.1s；
（3）计算出打B点时重物的瞬时速度v_B=4.00m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少量△E_K=8.43J，动能的增加量△E_P=8.00J（保留3位有效数字）．

Answer 1

分析 根据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可以求出某点的瞬时速度大小，从而求出动能的增加量；
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）打点计时器是一种计时仪器，它使用交流电源；
（2）每两个计数点之间有四点未画出，相邻两个计数点间的时间是0.1s．
（3）根据匀变速直线运动过程中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可得：
v_B=$\frac{1.305-0.5050}{2×0.1}$=4.00m/s
重力势能减小量△E_p=mgh_OB=1.0×9.80×0.8600J=8.43J．
动能的增加量△E_K=$\frac{1}{2}×1×$4²=8.00J
故答案为：（1）交流
（2）0.1
（3）4.00；8.43；8.00

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，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题．