Question

2．某同学用图甲所示的实验装置进行“验证机械能守恒定律”实验．
（1）实验室提供了铁架台、纸带、刻度尺，还需要从乙图中选出的必需器材有BC．（填字母选项）
（2）实验过程中应先启动打点．（选填“启动打点”、“释放纸带”）
（3）实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带．纸带上的起始点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，A、B、C三点到O点的距离如图丙所示．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物的质量为0.2kg，当地重力加速度为g=9.8m/s²．从O点到B点过程中，重物的重力势能减少量为0.139J，动能增加量为0.121J．（所有计算结果均保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材；
（2）实验时应先接通电源，再释放重物；
（3）根据下降的高度求出重力势能的减小量，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B点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）实验时需要打点计时器和重锤，由于打点计时器可以记录时间，不需要秒表，故选：BC．
（2）实验过程中应先启动打点，后释放纸带．
（3）从O点到B点过程中，重物的重力势能减少量$△{E}_{p}=mgh=0.2×9.8×7.10×1{0}^{-2}$J=0.139J，B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（9.50-5.10）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.1m/s，动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1．{1}^{2}$≈0.121J．
故答案为：（1）BC，（2）启动打点，（3）0.139，0.121．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．