Question

在验证机械能守恒定律的实验中，已知电磁打点计时器工作周期T=0.02s，自由下落的重锤质量m=2kg，如图所示为某同学实

Answer 1

解题思路：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．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．

②AB、BC间各有一个点未画出．所以相邻的计数点的时间间隔是t=2T=0.04s

利用匀变速直线运动的推论

v_B=

xAC

tAC=2.0m/s．

③重力势能减小量△E_p=mgh=2×9.8×0.206 J=4.1 J．

E_kB=[1/2]mv_B²=4.0 J．

④利用匀变速直线运动的推论△x=at²

a=

xBC−xAB

t2=

s3+s1−2s2

4T2；

对重物运用牛顿第二定律得：

mg-f=ma

f=mg-ma=mg-m

s3+s1−2s2

4T2

故答案为：①左，②2.0，③4.1，4.0； ④mg-m

s3+s1−2s2

4T2．

点评：

本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 考查了验证机械能守恒定律的原理及所需的仪器．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，还要注意单位的换算和有效数字的保留．