Question

9．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为9.8m/s²，那么

（1）纸带的左端（填“左”或“右”）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到（2）问中所取的点，重物重力势能的减少量△E_p=1.89 J，动能增加△E_k=1.70 J．（结果取三位有效数字）

Answer 1

分析 根据相等时间内的位移越来越大，确定纸带的哪一端与重物相连．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出速度的大小，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）重物做加速运动，纸带在相等时间内的位移越来越大，可知纸带的左端与重物相连．
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律．
（3）从O到B的过程中，重力势能的减小量$△{E}_{p}=mgh=1×9.8×19.25×1{0}^{-2}$J≈1.89J，B点的速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（22.93-15.55）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.845m/s，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.84{5}^{2}$≈1.70J．
故答案为：（1）左，（2）B，（3）1.89，1.70．

点评 解决本题的关键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．