Question

為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖。在實驗中，已知電磁打點計時器工作周期T=0.02S，自由下落的重錘質(zhì)量m=2kg，如圖（b）所示為某同學實驗后選出的一條理想的紙帶，O點是打出的第一個點，A、B、C是在紙帶上取出的三個計數(shù)點，AB、BC間各有一個點未畫出。經(jīng)測得A、B、C三點到O點的距離分別為：S1=12.9cm，S2=20.6cm，S3=28.9cm，g="9." 80m/s2，完成以下問題：

1)紙帶的       端（選填“左”或“右’）與重物相連；
2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點和      點來驗證機械能守恒定律；
3)從O點到所取點，重物重力勢能減少量=    J，動能增加量=    J；(結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
4)由計算可得實驗的結(jié)論是                                             。

Answer 1

1) 左 端  2)  B 點3) = 4．04 J，= 4．00 J；
4)由計算可得實驗的結(jié)論： 在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機械能守恒  

（1）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，根據(jù)這個關(guān)系判斷那一端連接重物．
（2）驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△E_k=mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．
（3）減少的重力勢能△E_p=mgh，增加的動能△E_k=mv²，v可由從紙帶上計算出來．
（4）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘機械能守恒
解：（1）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物．
（2）驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△E_p=mgh和增加的動能△E_k=mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．故選B點．
（3）減少的重力勢能△E_p=mgh=4.04J     v_B= 所以：增加的動能△E_k=mv²=4.00J
（4）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘機械能守恒
點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所測數(shù)據(jù)，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．