Question

2．用Ω重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）

（1）这五个数据中有一个数字记录不规范的读数是12.4．
（2）实验时，在释放重锤之前（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
（3）该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能的变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是：A
A．取当地的实际g值；        B．根据打出的纸带，用△s=gT²求出的g值；
C．近似取10m/s²即可；       D．以上说法都不对．
（4）如O点到某计时点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为$gh=\frac{1}{2}{v}^{2}$．
（5）若重锤质量m=0.2kg，重力加速度g=9.80m/s²，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为0.380J，而动能的增加量为0.376J（均保留3位有效数字）．

Answer 1

分析 刻度尺的读数要读到最小刻度的下一位；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的速度，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）这五个数据中有一个数字记录不规范的读数是12.4，应该是12.40．
（2）实验时应先接通电源再释放纸带．
（3）求两点之间重锤的重力势能的变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值是当地的重力加速度，故选：A．
（4）动能的增加量为$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，重力势能的减小量为mgh，要验证机械能守恒，即验证$gh=\frac{1}{2}{v}^{2}$．
（5）从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为△E_p=mgh=0.2×9.8×0.1941J=0.380J．
D点的速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{（23.47-15.71）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=1.94m/s，
则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1.9{4}^{2}$J=0.376J．
故答案为：（1）12.40，（2）之前，（3）A，（4）$gh=\frac{1}{2}{v}^{2}$．（5）0.380J，0.376．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量．