Question

某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律：
①．在操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應該是

先接通電源再釋放紙帶

．
②．若挑選的一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，實驗時紙帶的運動方向是

F→A

．（選填“A→F”或“F→A”）
③．如圖乙所示，已知相鄰兩個點間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s₁、s₂、s₃、s₄、s₅（圖中未標s₃、s₄、s₅），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應過程中，重力對滑塊（質量為m）所做的功W=

W=mg（s₄-s₁）

，該滑塊動能改變量的表達式為△E_K=

）△EK=

1

2

m[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]或△EK=

m

8T2

[(s5-s3)2-s22]

；（結果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足

W≈△E_K

，則重物下落過程中機械能守恒定律．

Answer 1

分析：正確解答本題需要掌握：正確使用打點計時器，明確釋放紙帶和接通電源的先后順序；物體帶著紙帶加速運動時，打點間隔越來越大；根據重力做功特點以及功能關系，熟練應用勻變速直線運動規律，正確進行驗證機械能守恒定律的數據處理．

解答：解：①采取先接通電源后釋放紙帶．因為保證從速度為零開始計時，便于之后選取計數點；其次就是測量時間很短無法保證人能在合適時間開啟電源，同時為了提高紙帶的利用率，使紙帶上盡量多的打點，
故答案為：先接通電源再釋放紙帶．
②物體做加速運動，速度越來越快，打點間隔越來越大，因此運動方向是F→A．
故答案為：F→A．
③根據重力做功特點可知：W=mg（s₄-s₁）
根據勻變速直線運動的特點有：
B點速度為：vB=

s2

2T

vE=

s5-s3

2T

所以動能增量為：△EK=

1

2

m[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]或△EK=

m

8T2

[(s5-s3)2-s22]．
根據功能關系可知，若重力做功和動能增量基本相等，則說明機械能是守恒的．
故答案為：W=mg（s₄-s₁），△EK=

1

2

m[(

s5-s3

2T

)2-(

s2

2T

)2]或△EK=

m

8T2

[(s5-s3)2-s22]，W≈△E_K．

點評：本題考查了實驗的基礎操作，以及利用功能關系和勻變速直線運動規律來處理數據，較好的考查了學生對基礎知識、基本規律的掌握情況．