Question

6．在用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)），當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²，測得所用的重物的質(zhì)量為500g，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作O（認(rèn)為打O點(diǎn)時(shí)重物下落的速度為0），另取連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)，經(jīng)測量知道，A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢能減少量等于3.81J，動(dòng)能的增加量等于3.78J（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．
（2）請寫出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)：
①限位孔豎直；
②紙帶豎直．

Answer 1

分析 根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及誤差的來源確定實(shí)驗(yàn)中需要注意的事項(xiàng)．

解答 解：（1）重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢能減少量△E_p=mgh=0.5×9.8×0.7776J≈3.81J，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}$m/s=3.89m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×3.8{9}^{2}$J≈3.78J．
（2）實(shí)驗(yàn)中誤差主要來源是阻力的影響，所以需要注意的事項(xiàng)：①限位孔豎直，②紙帶豎直，③重物選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的等．
故答案為：（1）3.81；3.78；（2）限位孔豎直；紙帶豎直．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．