Question

2．某同學用圖甲所示的實驗裝置進行“驗證機械能守恒定律”實驗．
（1）實驗室提供了鐵架臺、紙帶、刻度尺，還需要從乙圖中選出的必需器材有BC．（填字母選項）
（2）實驗過程中應先啟動打點．（選填“啟動打點”、“釋放紙帶”）
（3）實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶．紙帶上的起始點記為O，另選連續的三個點A、B、C進行測量，A、B、C三點到O點的距離如圖丙所示．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重物的質量為0.2kg，當地重力加速度為g=9.8m/s²．從O點到B點過程中，重物的重力勢能減少量為0.139J，動能增加量為0.121J．（所有計算結果均保留3位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材；
（2）實驗時應先接通電源，再釋放重物；
（3）根據下降的高度求出重力勢能的減小量，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）實驗時需要打點計時器和重錘，由于打點計時器可以記錄時間，不需要秒表，故選：BC．
（2）實驗過程中應先啟動打點，后釋放紙帶．
（3）從O點到B點過程中，重物的重力勢能減少量$△{E}_{p}=mgh=0.2×9.8×7.10×1{0}^{-2}$J=0.139J，B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（9.50-5.10）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.1m/s，動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1．{1}^{2}$≈0.121J．
故答案為：（1）BC，（2）啟動打點，（3）0.139，0.121．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，掌握紙帶的處理方法，會根據紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據下降的高度求解重力勢能的減小量．