Question

【題目】如圖甲所示跨過(guò)定滑輪的細(xì)線兩端系著質(zhì)量均為M的物塊A、B，A下端與通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，B上放置質(zhì)量為m的金屬片C，在B的正下方定距離處有固定的金屬圓環(huán)D.先接通電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再由靜止釋放B，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B穿過(guò)圓環(huán)D時(shí)C被D阻擋而停止。

（1）選取紙帶上的一段來(lái)研究，其中O點(diǎn)是釋放瞬間打下的點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為f=50Hz。若測(cè)得S1=4.20cm，S2=16.8cm，S3=37.8cm，S4=67.2cm，S5=100.8cm，S6=134.4cm.用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則最好利用點(diǎn)_______到點(diǎn)________之間的紙帶來(lái)研究。

（2）請(qǐng)計(jì)算出C被阻擋前B的加速度大小=________m/s2，B剛穿過(guò)D時(shí)的速度大小_________m/s，(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（3）)在第（1）問(wèn)研究的一段紙帶中，求得動(dòng)能增加量=________(用已知質(zhì)量及第(2)問(wèn)所得速度寫(xiě)出表達(dá)式)，重力勢(shì)能減小量=_________(用測(cè)得物理量及當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g寫(xiě)出表達(dá)式)。

Answer 1

【答案】0 4 8.4m/s2 3.4m/s

【解析】

（1）[1][2]因驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則物體需做自由落體運(yùn)動(dòng)，則連續(xù)相同時(shí)間的位移差相等，可知點(diǎn)0-4段為自由落體階段；

（2）[3]由題可知，0-4計(jì)數(shù)點(diǎn)的四段位移分別為：4.2cm、12.6cm、21.0cm、29.4cm，由

解得

[4]由題當(dāng)B穿過(guò)圓環(huán)D時(shí)C被D阻擋而停止，以后B做勻速運(yùn)動(dòng)，則有

因保留兩位有效數(shù)字，故

（3）[5]由題可知，當(dāng)速度為時(shí)，動(dòng)能增加量為

此時(shí)下落高度為 ，則重力勢(shì)能減小量為