解题思路:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.对于实验中存在的重大误差,我们可以用理论知识去判断.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,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
(1)打点计时器的打点频率为50 Hz,打点周期为0.02 s,重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度h=[1/2]gT2=[1/2]×9.8×0.022m≈2 mm.所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm.
量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm,0.19cm和0.25cm,可以看出其中一人在操作上误差较大.
具体原因就是先释放纸带后接电源,打点一个点时已经有了速度.
根据重力势能的定义式得出:
当打点计时器打在B点时,重锤的重力势能的减少量为△EP=mgh=1.0×9.8×0.1920 J=1.88 J
利用匀变速直线运动的推论
vB=
xAc
tAC=
(0.2323−0.1555)m
2×0.02s=1.92m/s
根据动能的定义式得出:
EkB=[1/2]mvB2=1.84J
故答案为:先释放纸带后接电源,打点一个点时已经有了速度. 1.88,1.84.
点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.
考点点评: 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题.对于验证实验,我们有时也需要从理论知识角度去判断有没有出现大的误差.