Question

11．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s），單位cm，那么 
（1）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度是：0.98m/s．
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量△E_p=0.491J，此過程中物體動能的增加量△E_k0.480J（g取9.8m/s²）
（3）通過計算，數(shù)值上△E_p=＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因為阻力的存在，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（4）實驗的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得出B點的速度，從而得出動能的增加量，結(jié)合下降的高度求出重力勢能的減小量，從而驗證機械能是否守恒．

解答 解：（1）B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=0.98m/s．
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量△E_p=mgh=1×9.8×5.01×10^-2J≈0.491J．
物體動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$J≈0.480J．
（3）通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k，這是因為阻力的存在，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（4）實驗的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．
故答案為：（1）0.98m/s，（2）0.491J，0.480J，（3）＞，阻力的存在，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（4）在誤差允許的范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道驗證機械能守恒的實驗原理，掌握處理紙帶的方法，通過平均速度求解瞬時速度，從而求解動能的變化量，通過下降高度求解重力勢能的減小量．