Question

13．在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m為1.0kg的重物自由下落，帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)，如圖所示．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，距離單位為cm．g取9.80m/s²．結(jié)果保留2位有效數(shù)字．
（1）有下列器材可供選擇：
A．鐵架臺(tái)   B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器   C．復(fù)寫(xiě)紙   D．紙帶   E．低壓交流電源
F．天平     G．重物         H．秒表     I．開(kāi)關(guān)    J．米尺        K．導(dǎo)線
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=0.98m/s；
（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體的動(dòng)能增加量△E_K=0.48J，勢(shì)能減少量△E_P=0.49J．
（4）數(shù)值上△Ek＜△Ep，這是因?yàn)橹匚锵侣湟�克服阻力做功消耗重力�?shì)能．

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．該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)源于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在．

解答 解：（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s；
（3）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49 J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48 J．
（4）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值△E_P大于△E_k，這是因?yàn)槲矬w下落過(guò)程中受阻力作用．
故答案為：（2）0.98；（3）0.48； 0.49；（4）重物下落要克服阻力做功消耗重力勢(shì)能．

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問(wèn)題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問(wèn)題．要注意單位的換算．要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒．