Question

10．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的某次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示（相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，g取9.8m/s²，有數(shù)值計(jì)算的結(jié)果保留2位有效數(shù)字），那么：
（1）紙帶的左（填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.98m/s；
（3）從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體的重力勢(shì)能減少量△E_P=0.49J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△E_k=0.48J；
（4）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上△E_P＞△E_k（填“＜”、“＞”或“=”），這是因?yàn)榧垘Ш椭劐N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力．

Answer 1

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

解答 解：（1）物體做加速運(yùn)動(dòng)，由紙帶可知，紙帶上所打點(diǎn)之間的距離越來(lái)越大，這說(shuō)明物體與紙帶的左端相連．
（2）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大�。�
v_B=$\frac{（7.06-3.14）×0.01}{2×0.02}$=0.98m/s
（3）從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體的重力勢(shì)能減少量為：
△E_p=mgh=1×10×5.01×10^-2=0.49J
（4）此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量為：
△E_k=$\frac{1}{2}$×1×0.98²=0.48J，
通過(guò)計(jì)算可以看出△E_P＞△E_K，這是因?yàn)榧垘Ш椭劐N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力．
故答案為：（1）左；（2）0.98 m/s；（3）0.49J，0.48J；（4）＞，紙帶和重錘運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問(wèn)題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問(wèn)題．要注意單位的換算．