8.利用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律.
(1)打點計時器應(yīng)接交流(填“交流”或“直流”)電源.
(2)實驗部分步驟如下:
A.按圖裝置沿豎直方向固定好打點計時器,把紙帶下端掛上重物,穿過打點計時器.
B.將紙帶下端靠近打點計時器附近靜止,接通電源,釋放紙帶,打點計時器在紙帶上打下一系列的點.
C.如圖2為打出的一條紙帶,用刻度尺測出紙帶上相鄰三點A,B,C與起始點O之間的距離分別為h1,h2,h3
(3)設(shè)打點計時器的周期為T,重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,則重物下落到B點時的速度v=$\frac{{{h}_{3}-h}_{1}}{2T}$.研究紙帶從O點下落到B點過程中重物增加的動能△Ek=$\frac{{m({{h}_{3}-h}_{1})}^{2}}{{8T}^{2}}$,重物減少的重力勢能△Ep=mgh2
(4)由于紙帶受到摩擦,實驗測得的△Ek小于(填“大于”或“小于”)△Ep

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項.
紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度,從而求出動能.根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值.

解答 解:(1)打點計時器應(yīng)接交流電源.
(2)B、開始記錄時,應(yīng)先給打點計時器通電打點,然后再釋放重錘,讓它帶著紙帶一同落下,如果先放開紙帶讓重物下落,再接通打點計時時器的電源,由于重物運動較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會對實驗產(chǎn)生較大的誤差.
所以將紙帶下端靠近打點計時器附近靜止,應(yīng)該先接通電源,后釋放紙帶,打點計時器在紙帶上打下一系列的點.
C、用刻度尺測出紙帶上相鄰三點A,B,C與起始點O之間的距離分別為h1,h2,h3
(3)利用勻變速直線運動的推論得
vB=$\frac{{{h}_{3}-h}_{1}}{2T}$,
重物增加的動能△Ek=EkB-0=$\frac{{m({{h}_{3}-h}_{1})}^{2}}{{8T}^{2}}$;
重力勢能減小量△Ep=mgh=mgh2
(4)由于紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,所以重力勢能的減小量明顯大于動能的增加量
實驗測得的△EK小于△EP
故答案為:①交流;
(2)接通電源,釋放紙帶;   刻度尺
(3)$\frac{{{h}_{3}-h}_{1}}{2T}$,$\frac{{m({{h}_{3}-h}_{1})}^{2}}{{8T}^{2}}$;mgh2
(4)小于

點評 由于紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力,重力勢能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,所以重力勢能的減小量明顯大于動能的增加量.

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