Question

17．如果甲所示某同學(xué)用“落體法”做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗，該同學(xué)不慎將打出的紙帶的前面部分破壞了，測出剩下的一段紙帶上的各點間的距離如圖乙所示．已知打點計時器工作頻率為50Hz，重物的質(zhì)量為1kg．重力加速度g=9.8m/s²．

（1）打點計時器打下B、E兩點時的瞬時速度分別為v_B=1.50m/s，v_E=2.08m/s（均保留三位有效數(shù)字）．
（2）從打下B點到打下E點的過程中重物重力勢能的減少量△E_P=1.05J，此過程中重物動能的增加量△E_k=1.04J（均保留三位有效數(shù)字）
（3）分析△E_P=＞△E_k的主要原因是：存在摩擦阻力．

Answer 1

分析 驗證機(jī)械能守恒定律實驗中，通過紙帶上打點可確定重錘的位置，從而算出由靜止到某點的速度對應(yīng)的動能與這兩點間的重力勢能的關(guān)系，來驗證機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_B=$\frac{0.0319+0.0280}{2×0.02}$=1.50 m/s
v_E=$\frac{0.0397+0.0436}{2×0.02}$=2.08 m/s
（2）從打下B點到打下E點的過程中重力勢能減少量為：
△E_P=mgh=1×9.8×（0.0319+0.0358+0.0397）J=1.05  J．
此過程中重物的動能增量玩兒：△E_k=$\frac{1}{2}$mv_E²-$\frac{1}{2}$mv_B²=1.04J
（3）通過計算會發(fā)現(xiàn)，數(shù)值上△E_P＞△E_k，這是因為實驗中存在摩擦阻力．
故答案為：（1）1.50，2.08；（2）1.05，1.04；（3）存在摩擦阻力

點評 運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．
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．