Question

某同學利用電磁打點計時器打出的紙帶來驗證機械能守恒定律，該同學在實驗中得到一條紙帶，如圖所示，在紙帶上取6個計數點，兩個相鄰計數點間的時間間隔為T=0.02s．其中1、2、3點相鄰，4、5、6點相鄰，在3點和4點之間還有若干個點．s₁是1、3兩點的距離，s₂是2、5兩點的距離，s₃是4、6兩點的距離．

（1）實驗過程中，下列操作正確的是

CD

．
A．電磁打點計時器應接在220V交流電源上
B．實驗時應先松開紙帶，然后迅速打開打點計時器
C．實驗時應先打開打點計時器，然后松開紙帶
D．紙帶應理順，穿過限位孔并保持豎直
（2）點2速度的表達式v₂=

s1

2T

（3）該同學測得的數據是s₁=4.00cm，s₂=16.00cm，s₃=8.00cm，重物（質量為m）從點2運動到點5過程中，動能增加量為

1.5

m，勢能減少量為

1.6

m．（結果保留兩位有效數字，重力加速度g=10m/s²）

Answer 1

分析：（1）電磁打點計時器應接在4-6V的交流電源上，實驗時應先接通電源，再釋放紙帶．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點2的瞬時速度．
（3）根據平均速度的推論分別求出點2、點5的瞬時速度，從而求出動能的增加量，根據下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答：解：（1）A、電磁打點計時器解4-6V的交流電源．故A錯誤．
B、實驗時應先接通電源，再松開紙帶．故B錯誤，C正確．
D、為了減小阻力，紙帶應理順，穿過限位孔并保持豎直．故D正確．
故選CD．
（2）某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則v2=

s1

2T

．
（3）點2的瞬時速度v2=

s1

2T

=

0.04

0.04

m/s=1m/s，點5的瞬時速度v5=

s3

2T

=

0.08

0.04

m/s=2m/s，則動能的增加量△Ek=

1

2

mv52-

1

2

mv22=

1

2

×m×3=1.5mJ．
重力勢能的減小量△E_p=mgx₂=1.6mJ．
故答案為：（1）CD  （2）

s1

2T

  （3）1.5，1.6．

點評：解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及實驗注意的事項，知道誤差形成的原因．