Question

20．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)中不需要（填需要或不需要）用天平測(cè)量重物的質(zhì)量m．開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，接通電源和松開紙帶的順序應(yīng)該是先接通電源．
（2）供選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇C．
A．質(zhì)量為100g的木球
B．質(zhì)量為10g的砝碼 
C．質(zhì)量為200g的砝碼
D．質(zhì)量為10g的塑料球
（3）使用質(zhì)量為m的重物和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，在選定的紙帶上依次取計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示，紙帶上所打的點(diǎn)記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，紙帶的左端與重物相連．設(shè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且O為打下的第一個(gè)點(diǎn)．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“3”時(shí)，物體的動(dòng)能表達(dá)式為$\frac{{m{{（{s_4}-{s_2}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．

Answer 1

分析 了解實(shí)驗(yàn)的工作原理，清楚實(shí)驗(yàn)的所需儀器和步驟．
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

解答 解：（1）因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．
開始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，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(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差．
（2）實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響．故選C．
（3）從圖上看出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先打出O點(diǎn)，與重物相連的紙帶一端在實(shí)驗(yàn)時(shí)是處于下端，也就是計(jì)時(shí)器先打點(diǎn)的位置，所以紙帶的左端與重物相連．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v₃=$\frac{{x}_{24}}{{t}_{24}}$=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$
所以E_k3=$\frac{1}{2}$mv₃²=$\frac{{m{{（{s_4}-{s_2}）}^2}}}{{8{T^2}}}$
故答案為：（1）不需要，接通電源；（2）C； （3）$\frac{{m{{（{s_4}-{s_2}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)問題都是考查物理規(guī)律的應(yīng)用．
紙帶問題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題．我們可以紙帶法實(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．