Question

13．某同学做“验证动能定理”的实验．由静止释放物体前，实验装置情形如图甲所示．

（1）该同学实验操作中的两处明显错误或不当是：
①打点计时器应接交流电源；②重物释放时应紧靠打点计时器．
（2）该同学按正确的实验操作，得到的纸带如图乙所示．取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分別为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打点计时器的打点频率为f，则打点E时重物速度的表达式为v_E=$\frac{（{h}_{5}-{h}_{3}）f}{2}$；若分別计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方（v²）与重物下落高度（h）的关系图线如图丙所示，则由图线计算出的斜率K=18.8m/s²．在误差允许范围内，若满足斜率k等于2倍当地重力加速度值，用合外力所做的功等于重物动能的变化．

Answer 1

分析 （1）打点计时器应接交流电源，释放的重物应紧靠打点计时器．
（2）匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．可以通过求DF段的平均速度表示E点的瞬时速度，根据图象得出斜率．

解答 解：（1）①打点计时器应接交流电源，②重物释放时应紧靠打点计时器，
（2）利用匀变速直线运动的推论得：v_E=$\frac{{x}_{DF}}{{t}_{DF}}=\frac{（{h}_{5}-{h}_{3}）f}{2}$，
速度的二次方v²与距离（h）的关系图线的斜率K=$\frac{8.3-3.6}{0.25}$=18.8m/s²．
 故答案为：（1）打点计时器应接交流电源；重物释放时应紧靠打点计时器；（2）$\frac{（{h}_{5}-{h}_{3}）f}{2}$，18.8

点评 了解实验的装置和工作原理．对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，难度不大，属于基础题．