Question

如圖甲所示，把紙帶固定在質量為50g的鉤碼上，讓紙帶穿過正確安裝的打點計時器，接通電源，然后松開紙帶，讓鉤碼自由下落，計時器在紙帶上打下一系列的點，得到如圖乙所示的紙帶．用刻度尺測量起始點O（鉤碼剛要下落時，打點計時器在紙帶上打下的點）到各點的距離，并知道交流電源的頻率是50Hz，根據上述數據，在此實驗中可以做到（ ）

A．測出當地重力加速度的精確值
B．計算出計時器在紙帶上打D點時鉤碼的動能
C．計算出鉤碼下落過程中受到的合外力大小
D．較準確地驗證機械能守恒定律

Answer 1

【答案】分析：紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．
根據瞬時速度可以求出動能．
根據加速度可以求出合力．
解答：解：根據勻變速直線運動推論得：△x=at²，
根據提供的數據可以求得鉤碼下落的加速度，運用牛頓第二定律可以求出所受的合力．
A、鉤碼在下落的過程中受重力和阻力，因為阻力未知，所以無法測出當地重力加速度的精確值．故A錯誤．
B、紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，因為鉤碼質量已知，那么可以計算出計時器在紙帶上打D點時鉤碼的動能．故B正確．
C、根據提供的數據可以求得鉤碼下落的加速度，運用牛頓第二定律可以求出所受的合力．故C正確．
研究O點到D點，可以計算出重力勢能減小量△E_p=mgh，也可以計算出動能的增加量△E_K=E_kD-0，然后去比較動能的增加量和重力勢能減小量的大小關系，如果相等則可以說明鉤碼下落機械能守恒定律．故D正確．
故選BCD．
點評：清楚打點計時器打出來的紙帶能夠直接測量的物理量和間接測量的物理量．
運用物理規(guī)律可以通過測得的物理量求出其它的物理量．