Question

17．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，重物的質(zhì)量為m，所用交流電的頻率為50Hz，打出了如圖所示的一條紙帶，其中O為起點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)．可得（g=10m/s²，重物的質(zhì)量m取1kg計(jì)算）

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物動(dòng)能為4.86J，從開(kāi)時(shí)運(yùn)動(dòng)至打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)的過(guò)程中重物重力勢(shì)能減小量為4.85J．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（2）通過(guò)計(jì)算結(jié)果你能得出的結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．

解答 解：（1）重力勢(shì)能減小量等于：
△E_p=mgh=1.00×9.8×0.496 J=4.86 J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有：
v_B=$\frac{0.561-0.436}{2×0.02}$=3.12m/s
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物動(dòng)能為：
E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×$1×（3.12）²=4.85 J
（2）通過(guò)計(jì)算結(jié)果你能得出的結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）4.86，4.85；（2）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒．
重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．