Question

5．某實驗小組利用重錘自由下落做《驗證機械能守恒定律》的實驗．
①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙袋上打相鄰兩點的時間間隔為0.02s．
②按實驗裝置安裝器材并連接電源，豎直提起系有重物的紙帶，使重物靠近（填“靠近”或“遠離”）計時器下端．
③完成實驗后，用刻度尺測量紙帶如圖乙，讀出A、C兩點間距為5.40cm，B點對應的速度v_B=1.35m/s（保留三位有效數(shù)字）；
④若H點對應的速度為v_H，B點對應的速度v_B，重物質量為m，重物下落的高度為H_BH，當?shù)刂亓�加速度為g，則實驗中要驗證的關系式為$\frac{1}{2}m{{v}_{H}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=mg{h}_{BH}$（用題給字母表示）

Answer 1

分析 ①根據(jù)T=$\frac{1}{f}$求解相鄰兩點的時間間隔；
②利用重錘自由下落做《驗證機械能守恒定律》的實驗時，要使重物靠近打點計時器端釋放；
③刻度尺的讀數(shù)要注意進行估讀，根據(jù)勻變速直線運動中時間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點瞬時速度的大�。�
④根據(jù)功能關系mgh=$\frac{1}{2}$mv²可知，需要比較哪些物理量．

解答 解：①相鄰兩點的時間間隔T=$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{50}=0.02s$，
②利用重錘自由下落做《驗證機械能守恒定律》的實驗時，為了提高紙帶的利用率，要使重物靠近打點計時器端釋放，
③根據(jù)刻度尺的指示可知：AC之間的距離為：x_AC=5.40cm，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中的速度等于該過程中的平均速度，可以求出B點瞬時速度的大小為：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.054}{0.04}$=1.35m/s
④根據(jù)功能關系mgh=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$可知：因此需要比較$\frac{1}{2}m{{v}_{H}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$，與gh_BH 的大小，即可驗證機械能是否守恒，所以要驗證的表達式為$\frac{1}{2}m{{v}_{H}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=mg{h}_{BH}$．
故答案為：①0.02s；②靠近；③5.40；1.35；④$\frac{1}{2}m{{v}_{H}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=mg{h}_{BH}$

點評 對于實驗的具體操作，不光要靠記憶理解，要親自動手實驗，切實去體會．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)進行分析所需實驗器材、所測數(shù)據(jù)、誤差分析等，會起到事半功倍的效果．