Question

15．如圖（甲）所示是使用電磁打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置，用這裝置打出一些紙帶．

（1）選用一條打點較清晰的紙帶，測得第1、2點間的距離為6mm，出現(xiàn)這現(xiàn)象的原因是先釋放紙帶，后接通的電源．
（2）另選取一條符合實驗要求的紙帶，在第一個點上標O，在離O點較遠的位置開始選取三個連續(xù)點A、B、C，如圖（乙）所示．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，根據(jù)圖中所得的數(shù)據(jù)，打B點時重錘的速度為2.94m/s（保留3位有效數(shù)字），應取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律．
（3）根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)作出下落距離S與下落時間t²的關(guān)系如圖（丙）所示，則由實驗測得當?shù)氐闹亓�加速度g=9.2m/s²，g值與實際相差較遠的原因是振針阻力、空氣阻力及摩擦阻力等．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，知道自由落體規(guī)律的應用；
（2）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度；
（3）根據(jù)自由落體規(guī)律可明確對應的公式，根據(jù)圖象的性質(zhì)可求出重加速度，根據(jù)實驗原理找出誤差原因．

解答 解：（1）如果是自由落體運動，前兩點間的距離約為2mm；現(xiàn)在1、2兩點間達到了6mm，說明在打第一點時紙帶已經(jīng)下落了一段時間，即是先釋放的紙帶，后接通的電源；
（2）B點的速度等于AC段的平均速度，故有：v_B=$\frac{AC}{2T}$=$\frac{0.5312-0.4135}{2×0.02}$=2.94m/s；
為了驗證機械能守恒，應明確下落高度和速度，故應選取OB兩點進行驗證；
（3）由s=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可知，圖象的斜率表示$\frac{g}{2}$，則有：
g=2k=2×$\frac{370}{80}$=9.2m/s²；
本實驗中誤差主要來自于振針阻力、空氣阻力以及摩擦阻力等，從而使求出重力加速度偏��；
故答案為：（1）先釋放的紙帶，后接通的電源；
（2）2.94；B；
（3）9.2；振針阻力、空氣阻力以及摩擦阻力

點評 理解該實驗的實驗原理，需要測量的數(shù)據(jù)等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數(shù)據(jù)處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．