Question

17．某同學安裝如圖甲的實驗裝置，驗證機械能守恒定律．如圖乙是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，現要取A、B兩點來驗證實驗，已知電火花打點計時器每隔0.02S打一個點．

請回答下列問題：
（1）電火花打點計時器的工作電壓是220；
（2）根據紙帶可以判斷，實驗時紙帶的左端是和重物相連接（選填“左”或“右”）；
（3）若X₂=9.60cm，則在紙帶上打下計數點B時的速度V_B=2.40m/s（計算結果保留三位有效數字）；
（4）若X₁數據也已測出，則實驗還需測出的物理量為AB之間的距離．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
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．注意根據數據處理的方法明確應測量的數據．

解答 解：（1）電火花打點計時器的工作電壓是220V，
（2）從紙帶上可以發現從左到右，相鄰的計數點的距離越來越大，也就是說明速度越來越大．
與重物相連接的紙帶先打出點，速度較小，所以實驗時紙帶的左端通過夾子和重物相連接．
（3）利用勻變速直線運動的推論得：
v_B=$\frac{{x}_{2}}{2T}$=$\frac{0.0960}{2×0.02}$=2.40m/s
（4）要驗證機械能守恒定律，則要求出重力勢能的變化量，所以還要測出AB之間的距離；
故答案為（1）220V （2）左 （3）2.40 （4）AB之間的距離

點評 紙帶問題的處理是力學實驗中常見的問題．在很多力學實驗中均有涉及；注意明確實驗原理，能用紙帶求解瞬時速度，并能根據不同的實驗原理明確實驗方法．