Question

12．在使用質(zhì)量為m=1kg的重錘和打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖所示，紙帶上所打的點記錄了物體在不同時刻的位置，那么紙帶的左端（填“左”或“右”）與重物相連；打點計時器的打點周期為T=0.02s，S₁=4.85cm、S₂=6.98cm、S₃=9.51cm、S₄=12.42cm，則從點B到點C的過程中，重物的重力勢能的減小量△E_P=0.248J，重物的動能的增加量△E_K=0.244J．（g=9.80m/s²，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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(shù)據(jù)處理以及注意事項．
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和加速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：從紙帶上可以看出0點為打出來的第一個點，速度為0，重物自由下落，初速度為0．所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連．
從點B到點C的過程中，重力勢能減小量△E_p=mg（h_C-h_B）=1×9.8×（0.0951-0.0698）J≈0.248J．
利用勻變速直線運動的推論有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0951-0.0485}{2×0.02}$=1.165m/s
同理，v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.1242-0.0698}{2×0.02}$=1.36m/s
那么E_kB$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（1.36²-1.165²）≈0.244 J
故答案為：左；0.248；0.244．

點評 運用運動學(xué)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．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．