Question

【題目】利用圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

（1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為f，重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣葹?/span> g。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示，把打下的第一個(gè)點(diǎn)記作O，在紙帶上測量四個(gè)連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D到O點(diǎn)的距離分別為hA、hB、hC、hD。則重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，計(jì)算重力勢能減少量的表達(dá)式為ΔEp=_______，計(jì)算動(dòng)能增加量的表達(dá)式為ΔEk=_______。

（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的結(jié)果應(yīng)當(dāng)是重力勢能的減少量_______動(dòng)能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”），原因是_______________。

（3）小紅利用公式計(jì)算重物的速度vc，由此計(jì)算重物增加的動(dòng)能，然后計(jì)算此過程中重物減小的重力勢能，則結(jié)果應(yīng)當(dāng)是_______（選填“>”、“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】mghc 大于 重物和紙帶克服摩擦力和空氣阻力做功，有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能 =

【解析】

（1）[1]重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，重力勢能減小量為

[2]在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，則有

所以動(dòng)能增加量為

（2）[3][4]結(jié)果中，往往會(huì)出現(xiàn)重物的重力勢能的減小量大于其動(dòng)能增加量，出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是重物與紙帶克服空氣與摩擦阻力做功，導(dǎo)致少部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（3）[5]若利用公式計(jì)算重物的速度vc，則說明重物就是做自由落體運(yùn)動(dòng)，重物的機(jī)械能守恒，則重物增加的動(dòng)能，而此過程中重物減小的重力勢能，則有。