Question

7．某同學(xué)用重錘下落“驗證機械能守恒定律”，實驗得到的一條紙帶（某部分）如圖所示，已知打點計時器的頻率為50Hz，重錘質(zhì)量m=0.2kg，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.78m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（1）由圖中測量數(shù)據(jù)計算C點的速度為0.500m/s．
（2）從C到D運動過程中，重錘動能變化量△E_k=0.185J，勢能變化量△E_p=0.194J．
（3）由上述計算得△E_k＜△E_p（選填“＜”、“＞”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是摩擦阻力及空氣阻力的存在．

Answer 1

分析 驗證機械能守恒定律實驗中，通過紙帶上打點可確定重錘的位置，從而算出由靜止到某點的速度對應(yīng)的動能與這兩點間的重力勢能的關(guān)系，來驗證機械能是否守恒．

解答 解：（1）由平均速度公式可得：
v_C=$\frac{2.00×1{0}^{-2}}{0.04}$ m/s=0.500m/s．
（2）由平均速度公式可得：v_D=$\frac{（13.78-7.98）×1{0}^{-2}}{0.04}$ m/s=1.450m/s
則動能的改變量：△E_k=$\frac{1}{2}$m${{v}_{D}}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}$×[（1.450）²-（0.500）²]=0.185J
△E_p=mgh_CD=0.2×9.78×（10.70-0.80）×10^-2 J=0.194J．
（3）由于摩擦阻力及空氣阻力的存在，故△E_k＜△E_p．
故答案為：（1）0.500；（2）0.185，0.194；（3）＜，摩擦阻力及空氣阻力的存在

點評 本題考查驗證機械能守恒定律的實驗，要注意明確減小的重力勢能一定大于增加的動能．