Question

16．用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)．打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T，重錘的質(zhì)量為m，重力加速度g．

（1）打點(diǎn)計時器應(yīng)接到交流（填“直流”或“交流”）電源上；
（2）圖乙是實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，O是速度為零的點(diǎn)，A、B、C是從合適位置選取的三個連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出），量得此三點(diǎn)與O點(diǎn)的距離分別為d₁、d₂、d₃．取圖乙中O和B（填“A”“B”或“C”）點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律比較簡捷方便，打點(diǎn)計時器打下該點(diǎn)時重錘的動能V=$\frac{{m（{88w8nnr_{3}-d}_{1}）}^{2}}{{8T}^{2}}$．（用已知的符號表示）
（3）實(shí)驗(yàn)中取其它任一點(diǎn)到O點(diǎn)的距離d_n和對應(yīng)的速度V_n計算，總有$\frac{1}{2}$mv_n²稍小于mgd_n（選填“稍大于”、“等于”、“稍小于”）．

Answer 1

分析 ①打點(diǎn)計時器用的是交流電壓，用打點(diǎn)計時器做實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)步驟要求先接通電源，讓打點(diǎn)計時器正常工作后，釋放紙帶；
②求紙帶上某點(diǎn)的瞬時速度可用與之前后相鄰的兩點(diǎn)間的平均速度來代替，求出某點(diǎn)的速度大小，即可求出其物體動能的增加量，即可研究機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）打點(diǎn)計時器采用交流電源；故將打點(diǎn)計時器應(yīng)接到交流電源上．
（2）取圖2中O和B來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律比較簡捷方便，因?yàn)锽點(diǎn)的瞬時速度容易測得．
打點(diǎn)計時器打下B點(diǎn)時重錘的速度為v_B=$\frac{{zbhvufl_{3}-d}_{1}}{2T}$
動能E_K=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{{m（{38a5jw7_{3}-d}_{1}）}^{2}}{{8T}^{2}}$．
（3）因?qū)嶒?yàn)中紙帶要克服摩擦力做功，故有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能；故測出的動能總稍小于減小的重力勢能；
故答案為：（1）交流；（2）B；$\frac{{m（{foentfl_{3}-d}_{1}）}^{2}}{{8T}^{2}}$；（3）稍小于．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度．并明確機(jī)械能在誤差允許的范圍內(nèi)守恒．