Question

在一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為M的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示，（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T），那么：
（1）紙帶的

左

端與重物相連（填“左”或“右”）．
（2）測出S₁、S₂、S₃，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度V_B=

S3-S1

2T

．
（3）從初速為零的起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能的減少量△E_P=

MgS₂

，此過程中物體的動(dòng)能的增加量△E_k=

1

2

M(

S3-S1

2T

)2

．
（4）根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)的測量數(shù)據(jù)，通過計(jì)算得：△E_P=0.490Mm²/s²，△E_k=0.481Mm²/s²，即△E_P＞△E_k．這是因?yàn)椋?!--BA-->

重物下落過程中受到阻力作用，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量

．

Answer 1

分析：書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(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．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．
該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在．

解答：解：（1）與重物相連的紙帶一端應(yīng)該先打出點(diǎn)，先打出點(diǎn)的速度較小，從紙帶圖上可以看出是左端．
（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：v_B=

xAC

2T

=

S3-S1

2T

；
（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能減少量是：△E_p=mgh=MgS₂．
此過程中物體動(dòng)能的增加量是：△E_k=

1

2

mvB2=

1

2

M(

S3-S1

2T

)2
（4）因?yàn)橹匚锵侣溥^程中受到阻力作用，所以重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量．
故答案為：（1）左   （2）

S3-S1

2T

；  （3）MgS₂，

1

2

M(

S3-S1

2T

)2；
（4）重物下落過程中受到阻力作用，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量．

點(diǎn)評(píng)：紙帶問題的處理時(shí)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．