Question

3．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）某同學(xué)在使用質(zhì)量為m的重物來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，在選定的紙帶上依次取計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示，紙帶上所打的點(diǎn)記錄了重物在不同時(shí)刻的位置，那么紙帶的左端（填“左”或“右”）與重物相連．
（2）若打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，則打點(diǎn)“3”時(shí)重物的動(dòng)能為$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$（用題目中給定的字母來表示），由點(diǎn)“0”到點(diǎn)“3”的過程中重物的重力勢(shì)能減少了（重力加速度大小為g）mgs₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相等時(shí)間內(nèi)位移越來越大，確定紙帶的哪一端與重物相連．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)3的瞬時(shí)速度，從而得出打點(diǎn)3時(shí)的動(dòng)能．根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）重物做加速運(yùn)動(dòng)，相等時(shí)間內(nèi)位移越來越大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）點(diǎn)3的瞬時(shí)速度${v}_{3}=\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$，則打點(diǎn)3時(shí)的動(dòng)能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{3}}^{2}$=$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$，由點(diǎn)“0”到點(diǎn)“3”的過程中重物的重力勢(shì)能減少量△E_p=mgs₃．
故答案為：（1）左，（2）$\frac{m（{s}_{4}-{s}_{2}）^{2}}{8{T}^{2}}$，mgs₃．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．