Question

10．在“驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，質(zhì)量為1kg的重物由靜止開始下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s，則：從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_P=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48J；（重力加速度取g=9.8m/s²，結果保留兩位有效數(shù)字）由此可得出的結論是在誤差允許范圍內(nèi)，物體機械能守恒．

Answer 1

分析 利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況；若動能的增加量和重力勢能的減小量相等，則重錘下落過程中機械能守恒．

解答 解：物體重力勢能減小量為：△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.49J；
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$m/s=0.98m/s
動能的增加量為：△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×1×0.98²=0.48J；
驗證機械能守恒定律的實驗中，在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能是守恒的．
故答案為：0.49，0.48，在誤差允許范圍內(nèi)，物體機械能守恒．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．