Question

20．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的一次實驗中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s），那么：
（1）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=0.98m/s；
（2）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_P=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48J；（g取9.8m/s²）
（3）通過計算，數(shù)值上△E_P＞△E_k，這是因為紙帶和重錘運動過程中受阻力做功．

Answer 1

分析 利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進(jìn)一步求得動能和勢能的變化情況．
動能的增加量：$\frac{1}{2}$mv²，重力勢能的減小量：mgh；由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量．

解答 解：（1）中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
v_B=$\frac{（7.06-3.14）×0.01}{2×0.02}$=0.98m/s
（2）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_p=mgh=1×10×5.01×10^-2=0.49J
此過程中物體動能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×1×0.98²=0.48J，
（3）通過計算可以看出△E_P＞△E_K，這是因為紙帶和重錘運動過程中受阻力做功，
故答案為：（1）0.98m/s；（2）0.49J，0.48J；（3）紙帶和重錘運動過程中受阻力做功

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)分析實驗所測數(shù)據(jù)，得出要探究的結(jié)論．