Question

18．在用物體自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，重物拖著紙帶自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D到起點(diǎn)O的距離如圖所示．已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?.80m/s²，回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源（填“釋放重物”或“接通電源”）．
（2）若重物的質(zhì)量m=0.2kg，那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，物體重力勢(shì)能的減少量為0.456J，動(dòng)能的增加量為0.452J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(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)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落，在紙帶上打出一系列點(diǎn)，利于數(shù)據(jù)的采集和處理；
（2）從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能減小量為：
△E_p=mgh=0.2×9.8×0.2325J=0.456J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.3250-0.1550}{0.04×2}$=2.125m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×0.2×2.125²=0.452J．
故答案為：（1）接通電源；（2）0.456，0.452．

點(diǎn)評(píng) 要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．
重物帶動(dòng)紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．