Question

如圖，甲、乙兩圖都是使用電磁打點計時器驗證機械能守恒定律的裝置示意圖，已知該打點計時器的打點頻率為50Hz．
 
（1）甲、乙兩圖比較，圖

甲圖

所示的裝置較好．
（2）若按實驗要求正確地選出紙帶測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖丙所示（相鄰兩點時間間隔為0.02s），當(dāng)重力加速度的值為9.8m/s，測得重物的質(zhì)量為1.00kg，則從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量△E_P=

0.49J

，此過程物體動能增加量△E_K=

0.48J

．（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）因為用夾子固定紙帶，可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端，一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點計時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量；根據(jù)某段時間內(nèi)平均速度等于中間時間的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而求出動能的變化量．

解答：解：（1）因為用夾子固定紙帶，可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端，一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點計時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦．甲、乙兩圖相比較，甲圖所示的裝置較好．
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是：△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J．
B點的瞬時速度等于AC段的平均速度，則有：
vB=

xAC

2T

=

(7.06-3.14)×10-2m

2×0.02s

=0.98m/s
動能的增加量：
△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1.00×(0.98)2J=0.48J
故答案為：（1）甲圖；（2）0.49J，0.48J．

點評：對于基礎(chǔ)實驗要從實驗原理出發(fā)去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗，同時要掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解加速度和瞬時速度．