Question

3．用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，質(zhì)量m=100g的重物拖動紙帶自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖乙所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O 點為打出的第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)的點（其它點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律；
（2）從O點到所取點，鉤碼重力勢能減少量△E_p=1.88J，動能增加量△E_k=1.84J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 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=$\frac{1}{2}$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)．
減少的重力勢能△Ep=mgh，增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由從紙帶上計算出來．

解答 解：（1）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=$\frac{1}{2}$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）減少的重力勢能為：△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$=1.93m/s
所以增加的動能為：△E_k=$\frac{1}{2}$mv²=1.84J
故答案為：（1）B；（2）1.88，1.84

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(jìn)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．運用運動學(xué)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．