Question

17．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)讓質(zhì)量為m的重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)．如圖乙所示為實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，選取紙帶上連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出C點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離OC=50.00cm，點(diǎn)A、E間的距離為AE=24.00cm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電周期為0.02秒，重錘的質(zhì)量m=0.20kg，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．由這些數(shù)據(jù)可以計(jì)算出：重錘下落到C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為0.90J，從開(kāi)始下落到C點(diǎn)的過(guò)程中，重錘的重力勢(shì)能減少了0.98J，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重錘機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．
根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_C=$\frac{0.24}{4×0.02}$=3m/s
E_kC=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}×0.2×$3²=0.90J
重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=0.2×9.8×0.5J=0.98J．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重錘機(jī)械能守恒．
故答案為：0.90；    0.98；  在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重錘機(jī)械能守恒

點(diǎn)評(píng) 紙帶問(wèn)題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度以及其它物理量，數(shù)據(jù)處理時(shí)要注意單位的換算．