Question

【題目】下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．如圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（1）在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝______m/s；

（2）在打下第“0”到打下第“5”點(diǎn)的過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp＝______J；（取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g＝10 m/s2）

（3）若某同學(xué)作出v2－h圖象如圖所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g＝________m/s2。．

Answer 1

【答案】（1）2．4 m/s；（2）ΔEk＝0．58 J；ΔEp＝0．60 J； （3）g＝9．7 m/s2。

【解析】試題分析：（1）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度，可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為：

（2）物體的初速度為零，所以動(dòng)能的增加量為：△Ek=mv52-0=0．58J；

重力勢(shì)能的減小量等于物體重力做功，故：△EP=W=mgh=0．60J；

由此可知?jiǎng)幽艿脑黾恿亢蛣?shì)能的減小量基本相等，因此在在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

（3）本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知， ，即有： ，所以圖象中圖象的斜率表示重力加速度，由圖結(jié)合公式得斜率，故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度．

斜率k=9．7，故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=9．7m/s2．