Question

6．在用圖甲所示實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz（打點計時器每隔0.02s打一次點），當?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²，測得所用的重物的質(zhì)量為500g，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示，把第一個點記作O（認為打O點時重物下落的速度為0），另取連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道，A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．

（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能減少量等于3.81J，動能的增加量等于3.78J（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．
（2）請寫出兩個實驗中應(yīng)注意的事項：
①限位孔豎直；
②紙帶豎直．

Answer 1

分析 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)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度，從而得出動能的增加量．
根據(jù)實驗的原理以及誤差的來源確定實驗中需要注意的事項．

解答 解：（1）重物由O點運動到C點，重力勢能減少量△E_p=mgh=0.5×9.8×0.7776J≈3.81J，C點的瞬時速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}$m/s=3.89m/s，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×3.8{9}^{2}$J≈3.78J．
（2）實驗中誤差主要來源是阻力的影響，所以需要注意的事項：①限位孔豎直，②紙帶豎直，③重物選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的等．
故答案為：（1）3.81；3.78；（2）限位孔豎直；紙帶豎直．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會根據(jù)紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．