Question

20．在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）实验中不需要（填需要或不需要）用天平测量重物的质量m．开始打点计时的时候，接通电源和松开纸带的顺序应该是先接通电源．
（2）供选择的重物有以下四个，应选择C．
A．质量为100g的木球
B．质量为10g的砝码 
C．质量为200g的砝码
D．质量为10g的塑料球
（3）使用质量为m的重物和打点计时器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所示，纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置，纸带的左端与重物相连．设相邻计数点间的时间间隔为T，且O为打下的第一个点．当打点计时器打点“3”时，物体的动能表达式为$\frac{{m{{（{s_4}-{s_2}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．

Answer 1

分析 了解实验的工作原理，清楚实验的所需仪器和步骤．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能

解答 解：（1）因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．
开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．
（2）实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响．故选C．
（3）从图上看出，打点计时器先打出O点，与重物相连的纸带一端在实验时是处于下端，也就是计时器先打点的位置，所以纸带的左端与重物相连．
利用匀变速直线运动的推论
v₃=$\frac{{x}_{24}}{{t}_{24}}$=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$
所以E_k3=$\frac{1}{2}$mv₃²=$\frac{{m{{（{s_4}-{s_2}）}^2}}}{{8{T^2}}}$
故答案为：（1）不需要，接通电源；（2）C； （3）$\frac{{m{{（{s_4}-{s_2}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．

点评 实验问题都是考查物理规律的应用．
纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．