Question

利用圖中所示的裝置來驗證機械能守恒定律．

（1）實驗中安裝、調整好器材，穿好紙帶，在打點之前，應先

 

，后

 

，使重物下落，打點計時器會在紙帶上打出一系列的小點．
（2）打點計時器所接交流電頻率為50Hz，當地重力加速度g=9.8m/s²．實驗選用重錘質量為0.1kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，紙帶上連續的點A、B、C、D至起點O的距離如圖所示，則重錘從O運動到C的過程中，重力勢能減少

 

J，動能增加

 

J（保留三位有效數字）．
（3）用此裝置打出的紙帶，還可以測量重物下落的加速度，此加速度一般小于當地重力加速度．其原因是

 

．

Answer 1

分析：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
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．從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．

解答：解：（1）實驗中安裝、調整好器材，穿好紙帶，在打點之前，應先接通電源，后松開紙帶．
（2）重錘從O運動到C的過程中，重力勢能減少△E_p=mgh=0.1×9.8×0.5610J=0.550J．
利用勻變速直線運動的推論得：
v_C=

xBD

tBD

動能增加E_kC=

1

2

mv_C²=0.529J，
（3）用此裝置打出的紙帶，還可以測量重物下落的加速度，此加速度一般小于當地重力加速度．其原因是紙帶受打點計時器的阻力或空氣對重物的阻力．
故答案為：
（1）接通電源，松開紙帶（或釋放重物）  （2）0.550    0.529
   （3）紙帶受打點計時器的阻力或空氣對重物的阻力

點評：知道相鄰的計數點之間的時間間隔相等
要注意單位的換算和有效數字的保留．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒．