Question

7．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，圖中各個相鄰的計數(shù)點間還有一個點沒有畫出來，測量得A、B、C三個計數(shù)點到第一個點O的距離如圖所示，單位均是cm，那么（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）：
①紙帶的左端與重物相連（填左或右）；
②打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=1.50m/s．
③從起點D到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是△E_p=1.18J，此過程中物體動能的增加量是△E_k=1.13J；
④通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”）．
⑤實驗的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)的機械能守恒．

Answer 1

分析 紙帶隨重物一起做加速運動，根據(jù)紙帶上所打點之間的距離可以判斷物塊與紙帶的那端相連，紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：①物體做加速運動，由紙帶可知，紙帶上所打點之間的距離越來越大，這說明物體與紙帶的左端相連．
②各個相鄰的計數(shù)點間還有一個點沒有畫出來，則T=0.04s；
利用勻變速直線運動的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.1901-0.0701}{2×0.04}$=1.50m/s
③重物由B點運動到C點時，重物的重力勢能的減少量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.1205 J≈1.18J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×1．{5}^{2}$≈1.13J
④通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k
⑤在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的重力勢能的減少量等于動能的增加量，所以在實驗誤差范圍內(nèi)，機械能守恒．
故答案為：①左；②1.50；③1.18；1.13；④＞；⑤在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)的機械能守恒．

點評 運用運動學公式和動能、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．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．