Question

15．如圖（甲）所示是使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，用這裝置打出一些紙帶．

（1）選用一條打點(diǎn)較清晰的紙帶，測(cè)得第1、2點(diǎn)間的距離為6mm，出現(xiàn)這現(xiàn)象的原因是先釋放紙帶，后接通的電源．
（2）另選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，在第一個(gè)點(diǎn)上標(biāo)O，在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的位置開始選取三個(gè)連續(xù)點(diǎn)A、B、C，如圖（乙）所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，根據(jù)圖中所得的數(shù)據(jù)，打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度為2.94m/s（保留3位有效數(shù)字），應(yīng)取圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出下落距離S與下落時(shí)間t²的關(guān)系如圖（丙）所示，則由實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.2m/s²，g值與實(shí)際相差較遠(yuǎn)的原因是振針阻力、空氣阻力及摩擦阻力等．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道自由落體規(guī)律的應(yīng)用；
（2）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；
（3）根據(jù)自由落體規(guī)律可明確對(duì)應(yīng)的公式，根據(jù)圖象的性質(zhì)可求出重加速度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理找出誤差原因．

解答 解：（1）如果是自由落體運(yùn)動(dòng)，前兩點(diǎn)間的距離約為2mm；現(xiàn)在1、2兩點(diǎn)間達(dá)到了6mm，說明在打第一點(diǎn)時(shí)紙帶已經(jīng)下落了一段時(shí)間，即是先釋放的紙帶，后接通的電源；
（2）B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，故有：v_B=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{0.5312-0.4135}{2×0.02}$=2.94m/s；
為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，應(yīng)明確下落高度和速度，故應(yīng)選取OB兩點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證；
（3）由s=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可知，圖象的斜率表示$\frac{g}{2}$，則有：
g=2k=2×$\frac{370}{80}$=9.2m/s²；
本實(shí)驗(yàn)中誤差主要來自于振針阻力、空氣阻力以及摩擦阻力等，從而使求出重力加速度偏小；
故答案為：（1）先釋放的紙帶，后接通的電源；
（2）2.94；B；
（3）9.2；振針阻力、空氣阻力以及摩擦阻力

點(diǎn)評(píng) 理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)等；明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用；理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對(duì)于任何實(shí)驗(yàn)注意從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．