Question

17．在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s²，那么
（1）紙帶的左端（填“左”或“右”）與重物相連；
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律；
（3）從O點到（2）問中所取的點，重物重力勢能的減少量△E_p=1.89 J，動能增加△E_k=1.70 J．（結果取三位有效數(shù)字）
（4）為減少阻力對實驗的影響，下列操作可行的是ABC．
A．選用鐵質重錘
B．安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上
C．釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直
D．重錘下落中手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相相等時間內的位移越來越大確定紙帶的哪一端與重物相連；
（2、3）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出某點的速度，從而得出動能的增加量．
（4）根據(jù)實驗的原理以及注意事項確定減小阻力影響的操作步驟．

解答 解：（1）紙帶在重物的拖動下速度越來越大，相等時間內的位移越來越大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律．
（3）從O到B重力勢能的減小量為：△E_p=mgh=1×9.8×0.1925J≈1.89J
B點的瞬時速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2293-0.1555}{0.04}m/s$≈1.845m/s
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.84{5}^{2}$≈1.70J．
（4）A、為了減小阻力的影響，選擇質量大一些，體積小一些的重物，故A正確．
BC、為了減小阻力的影響，安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上，釋放紙帶前，手應提紙帶上端并使紙帶豎直，故BC正確．
D、重物下落過程中，不能用手提著紙帶，故D錯誤．
故選：ABC．
故答案為：（1）左；（2）B；（3）1.89，1.70；（4）ABC

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解是瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．