Question

在用如圖甲所示的裝置“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器接在頻率為的交流電源上，從實驗中打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶，如圖乙所示，選取紙帶上打出的連續４個點、、、，各點距起始點Ｏ的距離分別為、、、，已知重錘的質量為，當地的重力加速度為，則：

①從打下起始點到打下點的過程中，重錘重力勢能的減少量為＝        ，重錘動能的增加量為＝         。
②若，且測出，可求出當地的重力加速度            。

Answer 1

①      ②

試題分析：①重錘拉動紙帶下落，雖然紙帶和打點計時器有摩擦，但重錘的質量很大，也就重力很大，摩擦力可以忽略不計，整個過程可以看成機械能守恒，那么重錘下落過程中減少的重力勢能為E_P減=mgs₃，C點的瞬時速度為v_c=(s₃-s₁)/2T，此過程中增加的動能為E_k增=mv_c²/2=m(s₃-s₁)²/8T= m(s₃-s₁)²f/8。②由mgs₃= m(s₃-s₁)²f/8，代入數據，得g=9.5m/s²。