Question

用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验装置如1图所示．
（1）打点计时器开始工作时，两个操作步骤“接通电源”和“松开纸带”的顺序应该是：先

 

．
（2）某同学在使用质量为m的重物来验证“机械能守恒定律”的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图2所示．纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置．设相邻计数点的时间间隔为T，且O为打下的第一个点．当打点计时器打下点“3”时，物体的动能的表达式为

 

，物体减少的重力势能为

 

．

Answer 1

分析：实验时为了提高纸带的利用效率，应先接通电源后释放纸带．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点3的瞬时速度，从而求出物体动能的表达式，根据物体下降的高度求出物体重力势能的减小量．

解答：解：（1）如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后让纸带运动．
（2）计数点3的瞬时速度v3=

s4-s2

2T

，则物体动能的表达式Ek=

1

2

mv32=

1

2

m(

s4-s2

2T

)2；
物体重力势能的减小量为△E_p=mgs₃．
故答案为：（1）接通电源    （2）

1

2

m(

s4-s2

2T

)2，mgs₃

点评：解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度．