Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，
（1）選出一條紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)（速度為零為）取A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz交流電，用最小刻度為mm的刻度尺，測(cè)得OA=11.10cm，OB=17.69cm，OC=25.00cm，設(shè)重錘的質(zhì)量為m，取g=9.8m/s²，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，當(dāng)振針打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能比開(kāi)始下落時(shí)減小了

 

，這時(shí)它的動(dòng)能是

 

，
結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．為增加該實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，你認(rèn)為應(yīng)該

 

 
（2）該同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用鉤碼拉動(dòng)紙帶下落時(shí)，加速度比實(shí)際的重力加速度小．為了有效地縮小這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的加速度與實(shí)際的重力加速度之差，請(qǐng)你提出一個(gè)有效的改進(jìn)方法

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，通過(guò)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能的增加量．為了增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，可以可以重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)或一次下落過(guò)程中測(cè)出多個(gè)位置的速度．比較重物在這些位置上動(dòng)能和勢(shì)能之和．

解答：解：（1）重錘重力勢(shì)能的減小量為△E_p=mgh=m×9.8×0.1769≈1.734m，B點(diǎn)的速度vB=

xAC

4T

=

0.2590-0.1110

0.08

m/s=1.85m/s，則B點(diǎn)的動(dòng)能EkB=

1

2

mvB2=

1

2

×m×1.852≈1.711m．
在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．為增加該實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性可以重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)或一次下落過(guò)程中測(cè)出多個(gè)位置的速度．比較重物在這些位置上動(dòng)能和勢(shì)能之和．
（2）為了有效地縮小這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的加速度與實(shí)際的重力加速度之差，將鉤碼換成質(zhì)量較大的重錘，減小阻力的相對(duì)影響．
故答案為：（1）1.734m，1.711m，可以重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)或一次下落過(guò)程中測(cè)出多個(gè)位置的速度．比較重物在這些位置上動(dòng)能和勢(shì)能之和．
（2）將鉤碼換成質(zhì)量較大的重錘．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解加速度和瞬時(shí)速度．