Question

3．用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，質(zhì)量m=100g的重物拖動(dòng)紙帶自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖乙所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O 點(diǎn)為打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)的點(diǎn)（其它點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（2）從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，鉤碼重力勢(shì)能減少量△E_p=1.88J，動(dòng)能增加量△E_k=1.84J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh和增加的動(dòng)能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．
減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh，增加的動(dòng)能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由從紙帶上計(jì)算出來．

解答 解：（1）驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh和增加的動(dòng)能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)，故選B點(diǎn)．
（3）減少的重力勢(shì)能為：△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$=1.93m/s
所以增加的動(dòng)能為：△E_k=$\frac{1}{2}$mv²=1.84J
故答案為：（1）B；（2）1.88，1.84

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所測(cè)數(shù)據(jù)，如何測(cè)量計(jì)算，會(huì)起到事半功倍的效果．運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題，要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．