Question

12．用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置中重物的質(zhì)量為m，如圖甲所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源（選填“釋放紙帶”或“接通電源”）．在選定的紙帶上依次取計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙中O、1、2、3、4所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且O為打下的第一個(gè)點(diǎn)．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)3時(shí)，物體動(dòng)能表達(dá)式為$\frac{{m（{{s}_{4}-s}_{2}）}^{2}}{{8T}^{2}}$，代入數(shù)據(jù)算出的動(dòng)能比mgs₃�。ㄟx填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 通過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測(cè)量的物理量，從而確定不需要的測(cè)量步驟．實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，先接通電源，再釋放紙帶．
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．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放紙帶．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v₃=$\frac{{{s}_{4}-s}_{2}}{2T}$
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)3時(shí)，物體動(dòng)能表達(dá)式為E_k3=$\frac{1}{2}$mv₃²=$\frac{{m（{{s}_{4}-s}_{2}）}^{2}}{{8T}^{2}}$；
由于紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦阻力和存在空氣阻力，所以重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，即打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)3時(shí)，物體動(dòng)能比mgs₃小．
故答案為：接通電源；$\frac{{m（{{s}_{4}-s}_{2}）}^{2}}{{8T}^{2}}$；      小

點(diǎn)評(píng) 要運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式去求解速度大�。�再求出動(dòng)能．某個(gè)位置的重力勢(shì)能的求解要規(guī)定零勢(shì)能面．只有明確了實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，才能明確各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的具體含義，這點(diǎn)要在平時(shí)訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)．