Question

17．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1kg，打出的紙帶如圖所示，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重物的動(dòng)能E_k=0.174J；從重物開始下落至B點(diǎn)，重物的重力勢能減少量為0.180J，由此可以得出的結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)能的增加量等于重力勢能的減少量，即機(jī)械能守恒（取g=10m/s²保留三位有效數(shù)字）．如果利用紙帶上O到某點(diǎn)距離算出減少的勢能明顯比記錄該點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小，造成這種結(jié)果最可能的原因是先釋放紙帶后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出B點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下降的高度求出物體重力勢能的減小量，從而判斷機(jī)械能是否守恒；
若減少的勢能明顯比記錄該點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小，可能是先釋放紙帶后打點(diǎn)．

解答 解：B點(diǎn)的速度為：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0318-0.0078}{2×0.02}$m/s=0.60m/s，
則B點(diǎn)的動(dòng)能為：E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×0.6²J=0.180J．
重物重力勢能的減小量為：△E_p=mgh=1×10×0.0174J=0.174J．
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)減少的物體重力勢能等于其增加的動(dòng)能，物體自由下落過程中機(jī)械能守恒；
如果利用紙帶上O到某點(diǎn)距離算出減少的勢能明顯比記錄該點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小，造成這種結(jié)果最可能的原因是先釋放紙帶后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
故答案為：0.174J；0.180J；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)能的增加量等于重力勢能的減少量，即機(jī)械能守恒；先釋放紙帶后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．

點(diǎn)評(píng) 從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)是根本，根據(jù)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可以求出某點(diǎn)的速度，進(jìn)一步可以求出其動(dòng)能的大�。�