Question

2．在驗證機械能守恒定律的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為63.0cm、70.0cm、78.0cm、85.0cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于7.64 J，動能的增加量等于7.03J（均取3位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：根據(jù)重力勢能的定義式得：
重力勢能減小量△E_p=mgh_OC=1.0×9.8×0.78 J≈7.64J．
利用勻變速直線運動的推論
v_c=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{0.85-0.70}{2×0.02}$=3.75m/s
根據(jù)動能的定義式得：E_kc=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}×1×3.7{5}^{2}$≈7.03J
故答案為：7.64，7.03．

點評 運用運動學(xué)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．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．