Question

13．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量m=1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶．相鄰計數(shù)點時間間隔為0.04s，那么紙帶的左端與重物相連（填“左”或“右”）．打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度V_B=2.125m/s，從起點到打下B點過程中，物體的重力勢能減少量?E_P＞物體動能的增加量?E_k．（填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 物體作加速運動，根據(jù)打點的疏密情況可以判斷那端一重物相連；利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能；根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值；然后可以根據(jù)功能關(guān)系進(jìn)一步判斷動能的增加量和重力勢能的減小量之間的大小關(guān)系．

解答 解：重物做加速運動，因此相同時間內(nèi)的位移越來越大，即所打點間距越來越大，故紙帶的左端應(yīng)該是與重物相連的；
根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.325-0.155}{2×0.04}$=2.125m/s
所以動能的增量為：
△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-0=2.258J
根據(jù)重力勢能的定義式得出：從點p到打下計數(shù)點D的過程中，重錘重力勢能減小量：
△E_P=mgh=1.0×9.8×0.2325 J=2.279 J；
根據(jù)計算結(jié)果可知重力勢能的減小量大于動能的增加量，其原因是物體下落過程中需要克服摩擦力和空氣阻力做功，導(dǎo)致重力勢能的減小量大于動能的增加量．
故答案為：左，2.125，＞．

點評 運用運動學(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；同時做題時要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．