Question

用如图实验装置验证m₁、m₂组成的系统机械能守恒。m₂从高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m₁＝50g、m₂＝150g，则（g取9.8m/s²，所有结果均保留三位有效数字）。

（1）在纸带上打下计数点5时的速度v₅＝________m/s；
（2）在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE_k＝________J，系统势能的减少量ΔE_p＝________J；
（3）若某同学作出 －h图象如图，则当地的重力加速度g=________m/s²。

Answer 1

（1）2.40    （2）0.576   0.588    （3）9.70

解析试题分析：（1）打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所以相邻的计数点的时间间隔是。根据匀变速直线运动的规律：某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时速度大小，则有：
（2）根据动能的定义得：系统动能的增量，从开始下落算起，打点计时器记录5点时，系统势能的减少量为
（3）根据机械能守恒定律得：，整理得：
由图象知：，解得：
考点：本题考查验证机械能守恒定律，意在考查考生对打点计时器的应用、实验原理、实验步骤和数据处理方法的理解和掌握。