Question

11．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器接在電壓為6.0V、頻率為50Hz的交流電源上，自由下落的重物質量為1.0kg，打下一條理想的紙帶，數據如圖所示，單位是cm，g取9.8m/s²，O、A之間有幾個計數點未畫出，求：
（1）打點計時器打下計數點B時，重物下落的速度v_B=0.98 m/s
（2）從起點O到打下計數點B的過程中，重物的重力勢能的減小量△E_p=0.49J，動能的增加量△E_k=0.48J．（保留兩位小數）

Answer 1

分析 根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數點B的速度，從而得出動能的增加量，根據下落的高度求出重力勢能的減小量，結合動能增加量和重力勢能減小量的關系判斷機械能是否守恒．

解答 解：（1）利用勻變速直線運動的推論
v_B=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49 J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48 J．
故答案為：（1）0.98；（2）0.49，0.48

點評 要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒，重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉化給了動能還有一部分轉化給摩擦產生的內能．