Question

11．“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法
若實驗中所用重錘質量為1kg，打點紙帶如圖所示，打點時間間隔為0.02s，則記錄B點時，重錘的速度v_B=0.59m/s，重錘動能E_kB=0.174J，從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量是0.172J，因此可得出的結論是在誤差允許范圍內，機械能守恒．

Answer 1

分析 實驗中重錘做勻加速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．
根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值，由公式E_p=mgh得到．

解答 解：（1）利用勻變速直線運動的推論可知，打B點時重錘的瞬時速度等于AC間的平均速度，則有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0314-0.0078}{2×0.02}$ m/s=0.59m/s，
重錘的動能E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×0.59²J=0.174J
從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.0176J=0.172J．
故說明在誤差充許的范圍內，機械能守恒；
故答案為：0.59m/s，0.174J，0.172J，在誤差允許范圍內，機械能守恒．

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題，利用圖象進行數(shù)據(jù)處理時注意從物理角度找出兩個物理變量的關系表達式．