Question

17．若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，讓重錘帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)中，紙帶上打出了一系列的點(diǎn)如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位是cm，g取9.8m/s²．
（1）有以下器材：帶鐵夾的重錘，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定計(jì)時(shí)器用的夾子、鐵架臺(tái)、紙帶，復(fù)寫紙片（或墨盤）、導(dǎo)線，還缺少的器材是交流電源、毫米刻度尺．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.97m/s（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢(shì)能的減小量△E_P=0.48mJ．動(dòng)能的增加量△E_K=0.47mJ．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 通過實(shí)驗(yàn)的原理出發(fā)，確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材；
在紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能；根據(jù)重力做功的表達(dá)式可求得重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中，要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故需要交流電源； 同時(shí)要用刻度尺測(cè)量下落的位移，故需要毫米刻度尺．
（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.0702-0.0313}{2×0.02}$=0.97m/s
（3）從點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢(shì)能的減少量△E_p=mgh=0.2×9.8×0.0486J=0.48mJ．
動(dòng)能的增加量△E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$m×（0.97）²=0.47mJ
故答案為：（1）交流電源、毫米刻度尺．（2）0.97m/s；0.48m；0.47m；

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．本題還要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．