Question

17．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s），那么：
（1）紙帶的左端與重物相連；
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=0.98m/s；
（3）通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”）這是因為物體下落過程中存在阻力．

Answer 1

分析 從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
紙帶法實驗中，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．從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．該實驗的誤差主要來源于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在．

解答 解：（1）物體下落時做加速運動，因此所打點距會越來越大，故紙帶的左端與重物相連；
（2）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}$×10^-2 m/s=0.98m/s，
（3）動能變化量：△E_K=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48J
根據(jù)功能關系可知，當打點計時器打在B點時，重錘的重力勢能的減少量為：
△E_P=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J
由此可知重力勢能的減小量大于動能的增加量，其原因是物體下落過程中存在阻力．
故答案為：（1）左；
（2）0.98m/s；
（3）＞，物體下落過程中存在阻力．

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題，對于驗證實驗，我們有時也需要實驗原理、測量數(shù)據(jù)等各個方面分析產(chǎn)生誤差的原因．