Question

20．在驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量為0.20kg的重物拖著紙帶自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示．已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02秒，當?shù)氐闹亓�加速度�?.80m/s²，回答以下問題．

（1）紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）打點計時器應接交流（選填“直流”或“交流”）電源，實驗時應先接通電源（填“釋放紙帶”或“接通電源”）；
（3）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_p=0.400J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.388J；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相等時間內(nèi)的位移變化判斷紙帶的哪一端與重物相連．
（2）打點計時器應接交流電源，實驗時先接通電源，再釋放紙帶．
（3）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：（1）重物做加速運動，紙帶在相等時間內(nèi)位移逐漸增大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）打點計時器應接交流電源，實驗時先接通電源，再釋放紙帶．
（3）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量為：
△E_p=mgh=0.20×9.8×0.2043J≈0.400J．
B點的瞬時速度為：
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（24.56-16.68）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.97m/s
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.20×1.9{7}^{2}$J≈0.388J．
故答案為：（1）左（2）交流，接通電源（3）0.400； 0.388

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，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．