Question

7．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中（圖甲），質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．圖乙為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶．O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為人合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（AC以外的點(diǎn)未畫(huà)出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²，那么：
 
（1）根據(jù)圖乙上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)選圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（2）從O點(diǎn)到所選點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量△E_p=1.88J，動(dòng)能增加量△E_k=1.84J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
（3）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．．

Answer 1

分析 紙帶法實(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)速度和加速度，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驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh和增加的動(dòng)能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)，故選B點(diǎn)．
②重物重力勢(shì)能減少量△E_p=mgh=9.8×0.1920J=1.88 J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：v_B=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$=1.92m/s；
動(dòng)能增加量△E_k=$\frac{1}{2}×1×$（1.92）²=1.84 J．
③通過(guò)計(jì)算可知?jiǎng)幽艿脑黾恿柯孕∮谥亓��?shì)能的減小量，其原因是物體在下落過(guò)程中克服摩擦阻力做功．所以可以得出結(jié)論：在誤差范圍內(nèi)，重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）B  （2）1.88；  1.84  （3）重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒．

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．