Question

【題目】某實驗小組用圖甲所示裝置研究系統(tǒng)在金屬軌道上運動過程中機械能是否守恒：將一端帶有滑輪的長金屬軌道水平放置，重物通過細繩水平牽引小車沿軌道運動，利用打點計時器和紙帶記錄小車的運動．

（1）本實驗中小車質量 ____（填“需要”、“不需要”）遠大于重物質量；

（2）將小車靠近打點計時器，將穿好的紙帶拉直，接通電源，釋放小車. 圖乙是打出的一條清晰紙帶， O點是打下的第一個點，1、2、3、4、5是連續(xù)的計數(shù)點，O點和計數(shù)點1之間還有多個點（圖中未畫出），相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.02s．在打計數(shù)點4時小車的速度v=____m/s（保留三位有效數(shù)字）．若已知重物的質量為m，小車的質量為M,則從點O到點4的過程中，系統(tǒng)減少的重力勢能為___，增加的動能為________（g取9.8m/s2，數(shù)字保留兩位小數(shù)）.

Answer 1

【答案】（1）不需要；（2）2.30；5.18m；

【解析】試題分析：（1）本實驗中為了驗證機械能守恒定律，兩物體的質量均要考慮，故不需要使小車的質量遠小于重物的質量；

（2）打4點時的速度；

0到4過程中重力勢能的減小量△EP=mgh=9．8×0．5290m=5．18m；

動能的增加量△Ek=（m+M）v2=×（2．3）2（M+m）=2．65（M+m）