Question

2．在“探究外力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，圖中各個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái)，測(cè)量得A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖所示，單位均是cm，那么（計(jì)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=1.50m/s
③從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力做功是W_G=1.18J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量是△E_k=1.13J；
④通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上W_G＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”）
⑤實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)合外力做功等于動(dòng)能變化量．

Answer 1

分析 紙帶隨重物一起做加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)紙帶上所打點(diǎn)之間的距離可以判斷物塊與紙帶的那端相連，紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

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）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2t}=\frac{0.1901-0.701}{2×2×0.02}=1.50$m/s
（3）重物由0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，重物的重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.1505 J=1.18J．
E_kB=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.5{0}^{2}$=1.13J
（4）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上W_G＞△E_k
（5）在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重物的重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，所以在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：①左；②1.50m/s；③1.18J，1.13J；④＞；⑤在誤差允許范圍內(nèi)合外力做功等于動(dòng)能變化量．

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．
要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒．