Question

8．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)裝置，請(qǐng)根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：
（1）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示，（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s），單位：cm，g=10m/s²．那么：
①紙帶的左端與重物相連．（填“左”或“右”）
②從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減小量△E_P=0.501J，物體動(dòng)能的增加量△E_K=0.480J．（取三位有效數(shù)字）
③通過(guò)計(jì)算，數(shù)值△E_P 與△E_K并不相等，這是因?yàn)橄侣溥^(guò)程中受阻力作用．
（2）某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，得到了幾條較為理想的紙帶．他已在每條紙帶上按每5個(gè)點(diǎn)取好計(jì)數(shù)點(diǎn)，即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，依打點(diǎn)先后編為0、1、2、3、4、5．由于不小心，幾條紙帶都被撕斷了，如圖所示，請(qǐng)根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答①B、C、D三段中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是C．②打A紙帶時(shí)，物體的加速度大小是0.600m/s²．（取三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相等時(shí)間內(nèi)的位移逐漸增大確定紙帶的哪一端與重物相連．根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是一恒量確定哪段是撕下的紙帶．結(jié)合該推論求出物體的加速度．

解答 解：（1）①重物拖著紙帶自由下落，相等時(shí)間內(nèi)位移越來(lái)越大，可知紙帶的左端與重物相連．
②從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減小量△E_P=mgh=1×10×0.0501J=0.501J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{0.0706-0.0314}{0.04}m/s=0.98m/s$，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$≈0.480J．
③通過(guò)計(jì)算，數(shù)值△E_P 與△E_K并不相等，這是因?yàn)橄侣溥^(guò)程中受阻力作用．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是一恒量知，${x}_{45}-{x}_{01}=4a{T}^{2}=4×6mm=24mm$，可知x₄₅=54.0mm，故選C．
則加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.006}{0.01}=0.600m/{s}^{2}$．
故答案為：（1）①左； ②0.501J；0.480J；③下落過(guò)程中受阻力作用．
（2）①C；②0.600；

點(diǎn)評(píng) 紙帶的處理在高中實(shí)驗(yàn)中用到多次，需要牢固的掌握．實(shí)驗(yàn)原理是比較減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能之間的關(guān)系，圍繞實(shí)驗(yàn)原理記憶實(shí)驗(yàn)過(guò)程和出現(xiàn)誤差的原因．