Question

1．某同學(xué)利用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落．

（1）如圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置中有一處明顯的安裝錯(cuò)誤是：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接直流電源
（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的周期為T，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g，所用重物的質(zhì)量為m；實(shí)驗(yàn)中選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖乙所示，O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．根據(jù)測(cè)得的s₁、s₂、s₃寫出重物由O點(diǎn)到B點(diǎn)勢(shì)能減少量的表達(dá)式mgs₂，動(dòng)能增加量的表達(dá)式$\frac{m（{s}_{3}-{s}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
（3）實(shí)驗(yàn)中下落的重物選擇體積小質(zhì)量大的重錘，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)要求其限位孔在一豎直線上，其主要目的是減小阻力的影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定操作中的錯(cuò)誤之處．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，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B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．
（3）實(shí)驗(yàn)中下落的重物選擇體積小質(zhì)量大的重錘，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)要求其限位孔在一豎直線上，其主要目的是減小阻力的影響．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，不能接直流電源．
（2）重物由O點(diǎn)到B點(diǎn)勢(shì)能減少量△E_p=mgs₂，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2T}$，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{m（{s}_{3}-{s}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
（3）實(shí)驗(yàn)中下落的重物選擇體積小質(zhì)量大的重錘，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)要求其限位孔在一豎直線上，其主要目的是減小阻力的影響．
故答案為：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接直流電源，（2）mgs₂，$\frac{m（{s}_{3}-{s}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$，（3）減小阻力的影響．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，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．