Question

15．在一次“驗證機械能守恒定律實驗”中，質量M=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，O點為得物剛釋放時打下的起始點，如圖所示（相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為0.02s），單位cm，那么：
（1）紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重物的重力勢能減少量是△E_p=0.49J，此過程中重物動能的增加量△E_k0.48=J（g取9.8m/s²，計算結果均保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）抓住相等時間內的位移的變化確定紙帶哪一端與重物相連．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）物體下落時做加速運動，因此所打點距會越來越大，故紙帶的左端與重物相連；
（2）根據(jù)功能關系可知，當打點計時器打在B點時，重錘的重力勢能的減少量為：
△E_P=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度有：
V_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}$×10^-2m/s=0.98m/s，
動能變化量：△E_K=$\frac{1}{2}$m${V}_{B}^{2}$=0.48J
故答案為：（1）左；（2）0.49； 0.48．

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，對于驗證實驗，我們有時也需要實驗原理、測量數(shù)據(jù)等各個方面分析產生誤差的原因．