Question

5．“驗證機械能守恒定律”時，用6V、50Hz的電源向打點計時器供電，打出一條無漏點的紙帶，如圖所示，O點為重錘開始下落時打下的點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標(biāo)出，g取9.8m/s²，若重錘質(zhì)量為1kg，打點計時器打出B點時，重錘下落的速度v_B=1.17m/s，重錘的動能E_kB=0.684J，從重錘開始下落到打下B點的過程中，重錘的重力勢能減小量為0.691J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），該同學(xué)這樣驗證的誤差總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是重物在下落中會受到空氣阻力．

Answer 1

分析 書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，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．

解答 解：每兩個點之間有一個計時點，則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.04s．
利用勻變速直線運動的推論得：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{125.0-31.4}{4×0.02}×1{0}^{-3}$m/s=1.17m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×1.1{7}^{2}$J=0.684J
重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0705J=0.691J．
由于空氣的阻力影響，導(dǎo)致重力勢能減小量總大于動能的增加量，重物下落的機械能守恒．
故答案為：1.17；0.684；0.691；大于；重物在下落中會受到空氣阻力．

點評 能夠清楚該實驗的工作原理和實驗步驟．知道相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔．
紙帶問題的處理時力學(xué)實驗中常見的問題，計算要注意單位的換算．