Question

（1）圖（a）為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖，現(xiàn)有的器材為：鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、復寫紙、直尺、帶鐵夾的重物．為完成本實驗，除了所給的器材，還需要4～6V

 

電源（填直流或交流）
（2）在實驗中，已知電磁打點計時器工作周期T=0.02S，自由下落的重物質量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=20.5cm，S₃=28.9cm，g=10m/s²，完成以下問題：（計算結果均保留兩位有效數(shù)字）
①紙帶的

 

端與重錘連接（填左或右）．
②打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=

 

m/s．
③從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，重力勢能的減少量△E_P=

 

J，此過程中物體動能的增量△E_K=

 

J．

Answer 1

分析：（1）電磁打點計時器的工作電源為低壓交流電源．
（2）①重物下落時，速度越來越快，相等時間內的位移越來越大，根據(jù)該規(guī)律確定紙帶的哪一端與重物相連；②根據(jù)在勻變速直線運動中某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度；③求出B點速度，根據(jù)△Ek=

1

2

mv2從而得出動能的增加量，根據(jù)下落的高度求出重力做功，從而確定重力勢能的減小量．

解答：解：（1）根據(jù)打點計時器的構造和工作原理可知，電磁打點計時器的工作電源為低壓交流電源．
（2））①從紙帶上可以看出0點為打出來的第一個點，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應該先打出0點，而與重物相連的紙帶在下端，應該先打點．所以紙帶的左端應與重物相連．
②AB、BC間各有一個點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點的時間間隔是：t=2T=0.04s；
根據(jù)在勻變速直線運動中某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得：
vB=

xAC

2T

=

s3-s1

2T

=

(28.9-12.9)×10-2m

2×0.04s

=2.0m/s
③重力勢能減小量：
△E_p=mgh=2×9.8×0.206 J=4.1J；
動能的增加量為：
△Ek=

1

2

mv2=

1

2

×2×22J=4.0J
故答案為：（1）交流；（2）①左，②2.0，③4.1，4.0．

點評：考查了驗證機械能守恒定律的原理及所需的儀器．運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題，要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．