Question

19．某學習興趣小組利用圖甲所示實驗裝置做“探究動能定理”的實驗，即“探究重物下落過程中重物重力做的功與小車及重物系統(tǒng)動能增量的關(guān)系”．已知小車質(zhì)量M=200g，重物的質(zhì)量m=50g，小車的速度可由小車后面拉動的紙帶經(jīng)打點計時器打出的點計算得到，圖乙是實驗中得到的一條紙帶，O為起點，A、B、C為選取的三個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間有四個點未畫出，所用交流電的頻率為50Hz，現(xiàn)研究從打O點到打B點的小車和重物的運動，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可得，在此過程中，重物重力做的功為0.092J，小車及重物系統(tǒng)動能的增加量為0.070J；根據(jù)計算結(jié)果說明本次實驗中產(chǎn)生誤差的原因可能是未平衡摩擦力（本題 g=9.8m/V，計筇結(jié)果保留二位有效數(shù)宇）

Answer 1

分析 根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，從而根據(jù)兩者數(shù)據(jù)，進行誤差分析，相差較小，則可能是摩擦阻力，相差太大，則可能沒有平衡摩擦力，從而即可求解．

解答 解：重力勢能減小量等于：
△E_p=mgh=0.05×9.8×0.1875 J=0.092 J．
利用勻變速直線運動的推論有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2700-0.1200}{2×0.1}$=0.75m/s
打點計時器打B點時，重物動能為：
E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$（m+M）v_B²=$\frac{1}{2}$×（0.05+0.2）×（0.75）²=0.070 J
通過計算結(jié)果你能得出的結(jié)論：在實驗誤差不在允許范圍內(nèi)，重物下落過程中機械能不守恒，可能原因是沒有平衡摩擦力．
故答案為：：0.092；0.070；未平衡摩擦力．

點評 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．
重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．