Question

17．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學選擇了一條合理的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點對應刻度尺上的讀數(shù)如圖所示，數(shù)值的單位是mm；圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數(shù)點．（設重物的質量為1kg，當?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²）

（1）重物從開始下落到計時器打B點時，減少的重力勢△E_pB=1.91J．
（2）重物下落到計時器打B點時增加的動能△E_KB=1.88J（保留三位有效數(shù)字）．
（3）根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，得到的結論是在誤差允許的范圍內，重錘減小的重力勢能等于其動能的增加．

Answer 1

分析 該實驗為驗證性實驗，是在知道原理的情況下進行驗證，因此求出物體下落時重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可驗證，但是由于存在誤差，物體下落時克服阻力做功，因此重力勢能的減小量略大于動能的增加量．

解答 解：重力勢能的減小量為：△E_P=mgh_OB=1×9.8×0.195=1.91J
B點時的速度等于AC之間的平均速度：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{4T}$=$\frac{0.2805-0.1250}{4×0.02}$m/s=1.94m/s
重錘下落到B點時增加的動能為：E_kB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×1×1.94²J=1.88J
根據(jù)計算結果可以得出該實驗的實驗結論：在誤差允許的范圍內，重錘減小的重力勢能等于其動能的增加．
故答案為：（1）1.91；（2）1.88；（3）在誤差允許的范圍內，重錘減小的重力勢能等于其動能的增加．

點評 通過該題理解驗證性實驗的特點，把握實驗原理，提升實驗能力，該題是考查基礎實驗知識的好題．