Question

某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律：
①．在操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是

先接通电源再释放纸带

．
②．若挑选的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，实验时纸带的运动方向是

F→A

．（选填“A→F”或“F→A”）
③．如图乙所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s₁、s₂、s₃、s₄、s₅（图中未标s₃、s₄、s₅），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，重力对滑块（质量为m）所做的功W=

W=mg（s₄-s₁）

，该滑块动能改变量的表达式为△E_K=

）△EK=

1

2

m[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]或△EK=

m

8T2

[(s5-s3)2-s22]

；（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足

W≈△E_K

，则重物下落过程中机械能守恒定律．

Answer 1

分析：正确解答本题需要掌握：正确使用打点计时器，明确释放纸带和接通电源的先后顺序；物体带着纸带加速运动时，打点间隔越来越大；根据重力做功特点以及功能关系，熟练应用匀变速直线运动规律，正确进行验证机械能守恒定律的数据处理．

解答：解：①采取先接通电源后释放纸带．因为保证从速度为零开始计时，便于之后选取计数点；其次就是测量时间很短无法保证人能在合适时间开启电源，同时为了提高纸带的利用率，使纸带上尽量多的打点，
故答案为：先接通电源再释放纸带．
②物体做加速运动，速度越来越快，打点间隔越来越大，因此运动方向是F→A．
故答案为：F→A．
③根据重力做功特点可知：W=mg（s₄-s₁）
根据匀变速直线运动的特点有：
B点速度为：vB=

s2

2T

vE=

s5-s3

2T

所以动能增量为：△EK=

1

2

m[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]或△EK=

m

8T2

[(s5-s3)2-s22]．
根据功能关系可知，若重力做功和动能增量基本相等，则说明机械能是守恒的．
故答案为：W=mg（s₄-s₁），△EK=

1

2

m[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]或△EK=

m

8T2

[(s5-s3)2-s22]，W≈△E_K．

点评：本题考查了实验的基础操作，以及利用功能关系和匀变速直线运动规律来处理数据，较好的考查了学生对基础知识、基本规律的掌握情况．