Question

某同学利用图甲中器材验证机械能守恒实验．如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取 A、B 两点来验证实验，已知电磁打点计时器每隔0.02s打一个点．


请回答下列问题：
①打点计时器应接

 

 （填“直流”或“交流”）

 

V的电源；
②可以判断，连接重物的夹子应夹在纸带的

 

端（填“左”或“右”）；
③若x₂=4.80cm，则在纸带上打下记数点B时的速度v_B=

 

m/s；（计算结果保留三位有效数字）
④若x₁数据也已测出，则实验还需测出物理量为

 

；
⑤若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能明显大于其增加的动能，则可能的原因是：

 

．

Answer 1

分析：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．
纸带实验中，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．

解答：解：①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压交流6V以下，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．
②从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度越来越大．
与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．
③若x₂=4.80cm，则根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小得
在纸带上打下记数点B时的速度v_B=

x

2T

=1.20m/s．
④若x₁数据也已测出，则实验还需测出物理量为AB之间的距离；
⑤若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能明显大于其增加的动能，则可能的原因是：重物的质量太小或摩擦阻力太大；
故答案为：①交流、4～6V；②左；③1.20； ④AB之间的距离或h_AB；
⑤重物的质量太小或摩擦阻力太大．

点评：对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用．
纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，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．