Question

17．利用頻閃照片可探究下落小球的機(jī)械能是否守恒，如圖是用頻閃照相的方法，對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的小球拍攝的照片，頻閃儀每隔0.04s閃一次光，照片中的數(shù)字是小球距起點(diǎn)O的距離，單位是cm，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?.8m/s²，測(cè)得小球的質(zhì)量為0.10kg，則小球由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能的減小量△E_p=0.275J，動(dòng)能的增加量△E_k=0.270J，△E_p＞△E_k（填“＞”、“＜”或“=”），產(chǎn)生誤差的主要原因是空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦力使物體的機(jī)械能減少（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)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)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：小球由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能減小量為：
△E_p=mgh=0.1×9.8×0.281J=0.275J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：
v_F=$\frac{{x}_{EG}}{2T}$=$\frac{0.382-0.196}{0.04×2}$m/s=2.325m/s
動(dòng)能增加量為：
△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×0.1×2.32{5}^{2}$=0.270 J．
則有：△E_p＞△E_k
產(chǎn)生誤差的主要原因是由于空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦力使物體的機(jī)械能減少．
故答案為：0.275，0.270，＞，由于空氣阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦力使物體的機(jī)械能減少．

點(diǎn)評(píng) 紙帶問題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題．在紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)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，計(jì)算過程中要注意單位的換算．要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．