Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m＝200 g的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點，A、B、C為從合適位置開始選取連續點中的三個點．已知打點計時器每隔0．02 s打一個點，當地的重力加速度為g＝9．80 m/s²，那么：

（1）同學甲根據公式得（m/s）²，計算出從O點到B點重物動能增加量ΔE_k＝J，再由重力做功W=mg計算出重力勢能的減少量ΔE_p=0．376 J，于是他根據ΔE_k＝ΔE_p得出重物下落過程中機械能守恒的結論。該同學的探究過程是否合理？簡要說明理由。

答：________________________________________________________________________。

（2）同學乙還想根據紙帶上的測量數據進一步探究重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計算出紙帶下落的加速度為a=_________m/s²，從而計算出阻力f=________N

（3）若同學丙不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點之后的紙帶能否實現驗證機械能守恒定律的目的？若能，寫出要測量的物理量和驗證過程（可根據需要增加計數點，如D、E等）；若不能，簡要說明理由。

答：________________________________________________________________________

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Answer 1

答案：（1）不合理。應根據v_B＝計算出B點的速度，然后計算B點的動能。（3分）

（2）9．5（2分），0．06（2分）

（3）能（1分），在C點后面再取幾個計數點D、E、F等，測出相鄰計數點間的距離、、、，根據和算出B、D點的速度及對應的動能和，然后驗證mg（+）和是否相等。（2分）

解析：（1）同學甲的錯誤在于直接利用自由落體運動的公式計算速度，達不到驗證的目的。（2）根據公式可得加速度a=9．5 m/s²，由牛頓第二定律mg-f=ma可得f=mg-ma=0．06N。（3）利用A點后面的紙帶，多取幾個計數點，測出相鄰計數點間的距離，便可算出有關計數點的速度及動能，根據即可實現驗證的目的。