Question

(12分)用如圖實驗裝置驗證m₁、m₂組成的系統機械能守恒。m₂從高處由靜止開始下落，m₁上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個點(圖中未標出)，計數點間的距離如圖所示。已知m₁＝50g、m₂＝150g，則(g取10m/s²，結果保留兩位有效數字)

⑴若圖中用的是電火花打點計時器，則應使用(    )

A．4～6V直流電源和復寫紙

B．4～6V交流電源和墨粉紙

C．220V直流電源和復寫紙

D．220V交流電源和墨粉紙

⑵在打點0～5過程中系統動能的增量ΔE_k＝       J，系統勢能的減小量ΔE_p＝       J，由此得出的結論是                                                                ；
⑶若某同學作出-h圖象如圖，可求出當地的重力加速度g＝       m/s²。

Answer 1

⑴D；⑵0.58，0.60，在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恒；⑶9.7

試題分析：⑴電火花打點計時器使用的是220V交流電源和墨粉紙，故選項D正確；
⑵根據紙帶中數據可知，在打5點時，m₁、m₂對應的速度大小為：v＝×10^－2m/s＝2.4m/s
在打點0～5過程中系統動能的增量為：ΔE_k＝＝0.5×0.2×2.4²J＝0.58J
系統勢能的減小量為：ΔE_p＝(m₂－m₁)gh＝0.1×10×(38.40＋21.60)×10^－2J＝0.60J
由此得出的結論是在實驗誤差允許的范圍內，ΔE_k＝ΔE_p，即m₁、m₂組成的系統機械能守恒
⑶由⑵中分析可知，＝(m₂－m₁)gh，即在-h圖象中圖線的斜率k＝
根據圖象可知：k＝m/s²＝4.85m/s²，所以：g＝9.7m/s²