Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點．已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²，那么
（1）計算B點瞬時速度時，甲同學(xué)用v

2 B

=2gs_OB，乙同學(xué)用v_B=

SAC

2T

其中所選擇方法正確的是

 

（填“甲”或“乙”）同學(xué)．
（2）若同學(xué)丙不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點之后的紙帶能否實現(xiàn)驗證機械能守恒定律的目的

 

．（填“能”或“不能”）
（3）同學(xué)丁根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn)重物和紙帶下落過程中重力勢能的減少量和動能的增加量并非嚴(yán)格相等，他認為主要原因是重物和紙帶下落過程中所受的阻力引起的，根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，他計算出阻力f=

 

N．

Answer 1

分析：（1）題的關(guān)鍵是處理紙帶問題時應(yīng)用v

t

2

=

x

t

求瞬時速度；
（2）既可以用mgh=

1

2

mv²來驗證機械能守恒，也可以用mgh=

1

2

mv₂²-

1

2

mv₁²來驗證．
（3）根據(jù)△x=at²，求出加速度，結(jié)合牛頓第二定律，即可求解阻力．

解答：解：（1）、由于實驗過程中重物和紙帶會受到空氣和限位孔的阻力作用，導(dǎo)致測得的加速度小于當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?br />所以求速度時不能用

v

2 B

=2gS_OB，來求，只能根據(jù)v

t

2

=

x

t

求瞬時速度值，所以乙正確．
（2）、根據(jù)mgh=

1

2

mv₂²-

1

2

mv₁²可知，可以利用A點之后的紙帶驗證機械能守恒，即能實現(xiàn)．
（3）、根據(jù)△x=at²，可求出a=

(OC-OB)-(OB-OA)

T2

，
代入數(shù)據(jù)，解得a=

(0.2323-0.1920)-(0.1920-0.1555)

0.022

=9.5m/s²，
由mg-f=ma解得，阻力f=0.2×0.3=0.06N．
故答案為：（1）乙；（2）能；（3）0.06．

點評：明確實驗原理，熟記處理紙帶問題的思路和方法，注意求瞬時速度的方法，分清理論推導(dǎo)與實驗探索的區(qū)別，學(xué)會求加速度的方法，并掌握牛頓第二定律與運動學(xué)公式的應(yīng)用，最后注意單位的統(tǒng)一與計算的正確性．