Question

17．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00㎏的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和B點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所取點(diǎn)的動(dòng)能E_k=1.84J （結(jié)果取3位有效數(shù)字）；
（2）從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量△E_p和動(dòng)能增加量△E_K是否相等，并說(shuō)明原因不相等，因重物下落時(shí)受摩擦等阻力作用，重力勢(shì)能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．．

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)原理，知道如何才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，并能分析摩擦阻力及空氣阻力帶來(lái)的影響．

解答 解：（1）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，應(yīng)求得某點(diǎn)的速度才行，由數(shù)據(jù)可得B的速度，故選B點(diǎn)
B的速度為v=$\frac{23.23-15.55}{2×0.02}cm/s$=1.92m/s
${△E}_{k}=\frac{1}{2}{mv}_{\;}^{2}$=$\frac{1}{2}×1.00{×1.92}^{2}$J=1.84J
（2）從O到B的距離：h=19.20cm；故${△E}_{P}=mgh=1.00×9.80×19.20{×10}^{-2}$J=1.88J；故說(shuō)明重物重力勢(shì)能減少量△E_p大于動(dòng)能增加量△E_K
原因在于重物下落時(shí)受摩擦等阻力作用，重力勢(shì)能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；故重物重力勢(shì)能減少量△E_p和動(dòng)能增加量△E_K并不相等
故答案為：（1）B； （2）不相等，因重物下落時(shí)受摩擦等阻力作用，重力勢(shì)能沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．

點(diǎn)評(píng) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒只要驗(yàn)證mgh=$\frac{1}{2}$m（${v}^{2}{-v}_{0}^{2}$）即可； 故需要測(cè)量速度，但不用測(cè)定質(zhì)量，但要知道高度差和速度值；同時(shí)注意明確由于摩擦影響，動(dòng)能增加量要小于重力勢(shì)能減小量