Question

3．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，質(zhì)量m為1.0kg的重物自由下落，帶動紙帶打出一系列的點，多次實驗后，選擇合適的紙帶如圖所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s，距離單位為cm．（g=9.8m/s²，所有結(jié)果取三位有效數(shù)字）
（1）從起始點O到打下計數(shù)點B的過程中，物體的增加量△E_k=0.480J，物體的勢能減少量△E_p=0.490J；
（2）通過計算，數(shù)值上△E_k小于△E_p（填“大于”“等于”或“小于”），這是因為空氣阻力與探針與紙帶間摩擦力．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數(shù)點B的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下落的高度求出重力勢能的減小量，結(jié)合動能增加量和重力勢能減小量的關(guān)系判斷機械能是否守恒．

解答 解：（1）物體通過B點的速度v_B=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$m/s=0.98m/s．
從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體的動能增加量△E_K=$\frac{1}{2}×1×$（0.98）²=0.480J；
重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501=0.490 J．
（2）通過計算，數(shù)值上△E_k 小于△E_p，這是因為空氣阻力與探針與紙帶間摩擦力．
故答案為：（1）0.480；0.490
（2）小于；空氣阻力與探針與紙帶間摩擦力

點評 運用運動學(xué)公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留