Question

12．在用圖甲所示實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz（打點計時器每隔0.02s打一次點），當?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²，測得所用的重物的質量為500g，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示，把第一個點記作O（認為打O點時重物下落的速度為0）．另取連續(xù)4個點A、B、C、D作為測量的點，經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm

（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能減少量等于3.81J動能的增加量等于3.78J（結果保留3為有效數(shù)字）
（2）請寫出兩個實驗中應注意的事項①限位孔豎直；②紙帶豎直．

Answer 1

分析 利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況，要注意減小紙帶與限位孔之間的摩擦，所以要注意限位孔豎直，紙帶豎直．

解答 解：據(jù)題知計數(shù)點間的時間間隔為 T=0.02s
根據(jù)勻變速直線運動的推論：中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，則得打C點時的速度大�。�
 v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}=3.89m/s$；
重物由O點運動到C點，重力勢能減少了△E_P=mgh=0.5×9.8×0.7776=3.81J
動能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.5×3.8{9}^{2}$=3.78J
（3）本實驗中要注意減小紙帶與限位孔之間的摩擦，所以要注意限位孔豎直，紙帶豎直．
故答案為：（1）3.81；3.78；（2）限位孔豎直；紙帶豎直．

點評 此題要掌握平均速度來求瞬時速度的方法；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．同時要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．