Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為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，當地的重力加速度為g=9.8m/s²，那么
（1）計算B點瞬時速度時，甲同學用v

2 B

=2gs_OB，乙同學用v_B=

SAC

2T

其中所選擇方法正確的是

 

（填“甲”或“乙”）同學．
（2）若同學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）同學丁根據紙帶上的測量數據計算發(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，根據紙帶上的測量數據，他計算出阻力f=

 

N．

Answer 1

分析：（1）題的關鍵是處理紙帶問題時應用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△x=at²，求出加速度，結合牛頓第二定律，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，導致測得的加速度小于當地的重力加速度，
所以求速度時不能用

v

2 B

=2gS_OB，來求，只能根據v

t

2

=

x

t

求瞬時速度值，所以乙正確．
（2）、根據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△x=at²，可求出a=

(OC-OB)-(OB-OA)

T2

，
代入數據，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，分清理論推導與實驗探索的區(qū)別，學會求加速度的方法，并掌握牛頓第二定律與運動學公式的應用，最后注意單位的統(tǒng)一與計算的正確性．