Question

（1）在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調整水平，在一塊平木板表面釘上復寫紙和白紙，并將該木板豎直立于槽口附近處．使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C．若測得木板每次移動距離x=10.00cm，A、B間距離y₁=4.78cm，B、C間距離y₂=14.58cm．（g取9.80m/s²）
①根據(jù)以上直接測量的物理量得小球初速度

 

（用題中所給字母表示）．
②小球初速度的測量值為

 

_m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）在利用電磁打點計時器（電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz）驗證“機械能守恒定律”的實驗中：
①某同學進行實驗后，得到如圖所示的紙帶，把第一點（初速度為零）記作O點，測出點O、A間的距離為68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為16.76cm，已知當?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘的質量為m=1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內，重錘動能的增加量為

 

J，重力勢能的減少量為

 

J．
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a=

 

 m/s²．
③在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總大于重錘增大的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中人出的已知值可求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為

 

N．

Answer 1

分析：（1）由勻變速運動的位移差等于定值，可以求得運動的時間，再有速度公式可以求初速度；
（2）C點是AE的中間時刻，C的瞬時速度和AE的平均速度相等，進而可以求得C點時的動能，由E_p=mgh可以求得減小的勢能，再根據(jù)總的能量守恒可以求得平均阻力的大小．

解答：解：（1）在豎直方向上由△h=gt²
△h=y₂-y₁，
 求得時間t=

y2-y1 g

=0.1s．
水平方向勻速直線運動，
小球初速度v₀=

X

t

=x

g y2-y1

=

0.1

0.1

m/s=1.0m/s．
（2）
①C點的速度為，
Vc=V_AE=

(15.24+16.76)×10-2

4×0.02

=4m/s，
動能的增加量E_K=

1

2

mV_c²=0.5×1×4²=8J，
重力勢能的減少量為，
E_p=mgh=8.25J，
②由勻變速運動的位移差等于定值知，
△h=at²
a=

△h

t2

=

(16.76-15.24) ×10-2

0.042

=9.5m/s²；
③由能量守恒知，
fh=E_p-E_K
平均阻力大小為f=

Ep- EK

h

=0.3N．
故答案為：（1）x

g y2-y1

；1．（2）8；8.25；9.5；  0.3．

點評：勻變速運動的位移差等于定值，這個結論是在高中常用的一個結論，在求加速度的時候，基本上都是用這個結論來求的；減小的勢能大于增加的動能，就是由于阻力做功的原因，由能量守恒就可以求出阻力的大小．