Question

某同學(xué)采用如圖甲所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為50HZ的交流電源上．

（1）乙為一條打出的符合要求的紙帶，第一點(diǎn)記為O（此時(shí)重物速度為零），在適當(dāng)位置取一點(diǎn)A，B、C、D、E、F為其后連續(xù)打出的點(diǎn)．若重物的質(zhì)量為1.00kg，取g=9.80m/s²，則打E點(diǎn)時(shí)，重物的速度為

 

m/s（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字，下同）；在打O、E兩點(diǎn)的過(guò)程中，重物下落的高度是

 

，減少的重力勢(shì)能是

 

J，增加的動(dòng)能是

 

J．
（2）本實(shí)驗(yàn)所取的重力加速度g的值，應(yīng)是

 

（填選項(xiàng)的序號(hào)）
A．取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值
B．根據(jù)打出的紙帶，用△x=gT²求出
C．近似取10m/s²即可．

Answer 1

分析：（1）帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能E_k=

1

2

mv²，重力勢(shì)能的減少量△E_p=mgh．
（2）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的g值應(yīng)取當(dāng)?shù)氐膅值．

解答：解：（1）紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于前后兩點(diǎn)間的平均速度：v_E=

XDF

2T

=

(9.50-4.90)×10-2

2×0.02

=1.15m/s
OE兩點(diǎn)間的距離為：7.04cm，即重物下落的高度為7.04cm，
則重物減少的重力勢(shì)能△E_p=mgh=1.00×9.8×0.0704≈0.690J，
增加的動(dòng)能E_k=

1

2

mv²=

1

2

×1.00×1.15²=0.661J．
（2）重物做自由落體的加速度由當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值決定，故本實(shí)驗(yàn)所取的重力加速度g的值，應(yīng)是當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值，
故選：A．
故答案為：（1）1.15； 7.04cm； 0.690J； 0.661J．
（2）A．

點(diǎn)評(píng)：知道“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理方法．正確解答第（2）問(wèn)的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活的能力體現(xiàn)．