Question

4．某物理興趣活動(dòng)小組利用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)中電火花計(jì)時(shí)器所用的交流電源的頻率為50Hz，得到如圖乙所示的紙帶，選取紙帶上連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O（初速度為零）的距離為s₀=19.00cm，點(diǎn)A、C之間的距離為s₁=8.36cm，點(diǎn)C、E之間的距離為s₂=9.88cm，g取9.8m/s²，測(cè)得重物的質(zhì)量為100g．

（1）選取O、C兩點(diǎn)為初末位置研究機(jī)械能守恒，重物減少的重力勢(shì)能為0.268J，打下C點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能為0.256J．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字） 
（2）實(shí)驗(yàn)中，由于存在阻力的作用，重物減少的重力勢(shì)能總是大于重物增加的動(dòng)能，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算重物在下落過(guò)程中受到的平均阻力大小為f=0.04N．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 求出重力做功即可求出重力勢(shì)能的減小量，求出C點(diǎn)速度，即可求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)功能關(guān)系可求出過(guò)程中的摩擦力大�。�

解答 解：（1）重力勢(shì)能減小了：△E_p=W=mgh=mg（s₀+s₁）=0.1×10×（0.1900+0.0836）≈0.268J
C點(diǎn)速度為：v_C=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}$，動(dòng)能增加量為：△E_K=$\frac{1}{2}$mv_C²，
代入數(shù)據(jù)解得：△E_k=0.256J．
（2）由動(dòng)能定理得：mg（s₁+s₂）-f（s₁+s₂）=$\frac{1}{2}$mv_C²，
代入數(shù)據(jù)解得：f=0.04N．
故答案為：（1）0.268，0.256；（2）0.04．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，以及在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中求解阻力大小，可以用能量守恒定律求解，也可以通過(guò)紙帶求出加速度，根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解．