Question

9．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)周期為0.02s，自由下落的重物質(zhì)量為1kg，打出一條理想的紙帶，數(shù)據(jù)如圖所示，單位是cm，g取9.8m/s²，O、A之間有多個(gè)點(diǎn)沒畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.98m/s，從起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，重力勢能的減少量△E_p=0.49J，此過程中物體動(dòng)能的增量△E_k=0.48J．（答案保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系由下落的高度可得重力勢能的減小量，得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值

解答 解：由題意可得物體由P到B的過程中，重物高度下降了：△h=5.01cm，故重力勢能的減小量：△E_P=mg△h=1×9.8×0.501J≈0.49J；
B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，故：V_B=$\frac{0.0706-0.0314}{0.02×2}$=0.98m/s；
則動(dòng)能的增加量：△E_K=$\frac{1}{2}$mV_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）²≈0.48J．
在重物在下落中會受到空氣阻力，故增加的動(dòng)能小于減小的重力勢能，實(shí)驗(yàn)中存在誤差，故在誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒；
故答案為：0.98  0.49  0.48

點(diǎn)評 在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)明確紙帶的處理方法，同時(shí)還應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)因?yàn)樽枇Φ拇嬖�，結(jié)論應(yīng)說明是在誤差允許的范圍內(nèi)得出的．