Question

18．用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

①實(shí)驗(yàn)中的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，其電源應(yīng)使用輸出電壓為6V的交流電（選填“交流電”或“直流電”）．
②先接通電源，使重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每經(jīng)過(guò)T時(shí)間在重錘拖著的紙帶上打出一個(gè)點(diǎn)．其中A、B和C、D、E是兩段連續(xù)打出的點(diǎn)，B、C間有一段紙帶未畫出．用刻度尺測(cè)量出各點(diǎn)間的距離分別為s₁、s₂、s₃和s₄，如圖2所示．當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出D點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度v_D=$\frac{{{s_3}+{s_4}}}{2T}$，若測(cè)得打出B點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度為v_B，則該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式是$g（{{s_2}+{s_3}}）=\frac{{{{（{{s_3}+{s_4}}）}^2}}}{{8{T^2}}}-\frac{v_B^2}{2}$．（用題目給出的物理量符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
根據(jù)減小的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能是否相等進(jìn)行驗(yàn)證．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，其電源應(yīng)使用輸出電壓為6V的交流電；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v_D=$\frac{{{s_3}+{s_4}}}{2T}$
（3）減小的重力勢(shì)能為：△E_p=mg（s₂+s₃），動(dòng)能的增量為：△E_k=$\frac{1}{2}$m（$\frac{{{s_3}+{s_4}}}{2T}$）²-$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$；
則該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式是：$g（{{s_2}+{s_3}}）=\frac{{{{（{{s_3}+{s_4}}）}^2}}}{{8{T^2}}}-\frac{v_B^2}{2}$．
故答案為：①交流電；②$\frac{{{s_3}+{s_4}}}{2T}$，$g（{{s_2}+{s_3}}）=\frac{{{{（{{s_3}+{s_4}}）}^2}}}{{8{T^2}}}-\frac{v_B^2}{2}$

點(diǎn)評(píng) 理解驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，掌握紙帶的處理方法，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．