Question

某同學(xué)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，通過實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，測得h₁=12.01cm，h₂=19.15cm，h₃=27.86cm．已知重錘質(zhì)量為0.5Kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電流頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，（1）由以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能比開始下落時(shí)減少了

0.94

J，此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加了

0.98

J（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．從計(jì)算結(jié)果可知，該同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)問題的可能原因是

先釋放紙帶讓重錘運(yùn)動(dòng)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

．

Answer 1

分析：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，通過紙帶上打點(diǎn)可確定重錘的位置，從而算出由靜止到某點(diǎn)的速度對應(yīng)的動(dòng)能與這兩點(diǎn)間的重力勢能的關(guān)系，來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

解答：解：實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶如圖所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能比開始下落時(shí)減少 E_P=mgh=0.5×9.8×0.1915J=0.94J
此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加：

1

2

mv

2 B

-0=

1

2

×0.5×(

0.2786-0.1201

4×0.02

)2=0.98J
然而動(dòng)能的增加卻大于重力勢能的減少，原因是先釋放紙帶后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．說明起點(diǎn)有速度，但卻當(dāng)作速度為零處理的．
故答案為：0.94J；0.98J；先釋放紙帶讓重錘運(yùn)動(dòng)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源．

點(diǎn)評：勻變速度運(yùn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度，同時(shí)動(dòng)能的增加量卻大于重力勢能減少量，原因是先釋放紙帶讓重錘運(yùn)動(dòng)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源．