Question

6．用圖甲所示的裝置驗(yàn)證m₁，m₂組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí)，讓m₂從高處由靜止開(kāi)始下落后，m₁拖著紙帶上打出了一系列的帶你，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡繼續(xù)測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)（速度為0），每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，已知m₁=50g，m₂=150g，則（取g=10m/s²，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
（1）紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，m₁的速度v₅=2.4m/s
（2）在打下點(diǎn)0-5的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△E_p=0.60J，系統(tǒng)東等的增量△E_B=0.58J．由此可得到的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，m₁、m₂組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度大��；
（2）根據(jù)系統(tǒng)的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)系統(tǒng)重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量，比較動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量之間的關(guān)系可以得出機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度，可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為：
v₅=$\frac{{x}_{46}}{2T}$=$\frac{0.216+0.264}{2×0.1}$=2.4m/s；
（2）系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量等于物體重力做功，故：△E_P=W=（m₂-m₁）gx=0.1×10×（0.216+0.384）=0.60J；
在0～5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△E_K=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）v₅²=$\frac{1}{2}$×0.2×2.4²J=0.58J；
由此可知?jiǎng)幽艿脑黾恿亢蛣?shì)能的減小量基本相等，因此在在誤差允許的范圍內(nèi)，m₁、m₂組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）2.4；（2）0.60，0.58，在誤差允許的范圍內(nèi)，m₁、m₂組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力．