Question

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示，電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．
（1）紙帶的

左

端應(yīng)與重錘相連（填“左”或“右”）．
（2）從起點O到打下點B的過程中，重錘重力勢能的減小量為△E_P=

0.47

J，重錘動能的增加量△E _K=

0.46

J．（均取兩位有效數(shù)字）
（3）通過計算，發(fā)現(xiàn)△E_P 與△E _K的數(shù)值并不相等，這是因為

重錘下落過程中，受到在空氣阻力，紙帶受到摩擦力，有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)重錘自由下落，做加速運動，在相等時間內(nèi)重錘通過的位移增大，進(jìn)行判斷．
（2）重錘重力勢能的減小量為△E_P=mgh_OB．利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出B點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能的增加量△E _K=

1

2

m

v

2 B

．
（3）發(fā)現(xiàn)△E_P 與△E _K的數(shù)值并不相等，是因為存在空氣阻力和摩擦力．

解答：解：（1）重錘自由下落，做加速運動，在相等時間內(nèi)重錘通過的位移增大，可知，紙帶的左端應(yīng)與重錘相連．
（2）從起點O到打下點B的過程中，重錘重力勢能的減小量為：
△E_P=mgh_OB=1×9.80×4.80×10^-2J≈0.47J
B點的速度為：
v_B=

x

2T

=

(6.91-3.07)×10-2

2×0.02

m/s=0.96m/s
重錘動能的增加量為：
△E _K=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×0.962J≈0.46J
（3）通過計算，發(fā)現(xiàn)△E_P 與△E _K的數(shù)值并不相等，這是因為重錘下落過程中，受到在空氣阻力，紙帶受到摩擦力，有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）左；（2）0.47，0.46；（3）重錘下落過程中，受到在空氣阻力，紙帶受到摩擦力，有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點評：本題考查了驗證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理方法，要掌握運用勻變速直線運動的推論求瞬時速度的方法，尤其是誤差分析是難點，要學(xué)會根據(jù)可能產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析．