Question

3．用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验．打点计时器的打点周期为T，重锤的质量为m，重力加速度为g．

（1）完成下面部分实验步骤的相关内容：
A．按图示的装置安装器件．
B．将打点计时器接到交流电源上（填“交流”或“直流”）．
C．先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让重锤拖着纸带从高处自由下落．
D．选取合适的纸带进行处理分析，如图2，O是速度为零的点，A、B、C是从合适位置选取的三个连续点（其他点未画出）
（2）图2中纸带的左端（选填“左”或“右”）与重物相连；
（3）测量得到d₁、d₂、d₃．取上图中的O点和B（填“A”、“B”或“C”）点来验证机械能守恒定律比较简捷方便，打点计时器打下该点时重锤的动能 E_k=$\frac{m（{d}_{3}-{d}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）打点计时器用的是交流电压，用打点计时器做实验时，实验步骤要求先接通电源，让打点计时器正常工作后，释放纸带；
（2、3）求纸带上某点的瞬时速度可用与之前后相邻的两点间的平均速度来代替，求出某点的速度大小，即可求出其物体动能的增加量，即可研究机械能是否守恒．

解答 解：（1）B、将打点计时器应接到交流电源上．
（2）先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让重锤拖着纸带从高处自由下落，由纸带打点可知，纸带左端与重物相连．
（3）取图2中O和B来验证机械能守恒定律比较简捷方便，因为B点的瞬时速度容易测得．
打点计时器打下B点时重锤的速度为v_B=$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$
动能E_K=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{m（{d}_{3}-{d}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$．
故答案为：（1）交流；（2）左端；（3）B，$\frac{（d3-d1）2}{8T2}$m．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度．