Question

15．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位為：cm，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
①紙帶的左端與重物相連（填“左”或“右”）．
②從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減小量為△E_P=0.47J，物體動(dòng)能的增加量△E_K=0.46J．（均取兩位有效數(shù)字）
③通過(guò)計(jì)算，數(shù)值△E_P與△E_K并不相等，這是因?yàn)槲矬w下落過(guò)程中受阻力作用．

Answer 1

分析 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)速度和加速度，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：（1）從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來(lái)的第一個(gè)點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連．
（2）重力勢(shì)能減小量為：△E_p=mgh=9.8×0.0480J=0.47 J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：v_B=$\frac{（6.91-3.07）×0.01}{2×0.02}$m/s=0.96m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.96）²=0.46 J
（3）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值△E_P與△E_k并不相等，這是因?yàn)槲矬w下落過(guò)程中受阻力作用．
故答案為：（1）左；（2）0.47，0.46； （3）物體下落過(guò)程中受阻力作用．

點(diǎn)評(píng) 紙帶的處理在高中實(shí)驗(yàn)中用到多次，需要牢固的掌握．實(shí)驗(yàn)原理是比較減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能之間的關(guān)系，圍繞實(shí)驗(yàn)原理記憶實(shí)驗(yàn)過(guò)程和出現(xiàn)誤差的原因．