Question

19．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量為m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s），單位為cm，那么：
（1）紙帶的左端與重物相連（選填“左”或“右”）
（2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體重力勢能的減少量E_P0.49J，此過程中物體的動能的增加量E_k0.48J（g取9.8m/s²）（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）通過計算，數(shù)值上E_k稍小于E_P，這是因為克服阻力做功使機械能損失．
（4）實驗的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．

Answer 1

分析 物體下落，在相等時間內(nèi)的位移越來越大，根據(jù)該規(guī)律判斷紙帶的哪一端與重物相連；根據(jù)下降的高度求出重力勢能額減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而求出動能的增加量．

解答 解：（1）重物在下落的過程中，速度越來越大，在相等時間內(nèi)的位移越來越大，知紙帶的左端與重物相連．
（2）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_P=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J．
B點的速度等于等于AC段的平均速度，則v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$ m/s=0.98m/s．
此過程中動能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×0.982≈0.48J．
（3）通過計算，數(shù)值上△E_p＞△E_k，因為克服阻力做功，使得機械能損失．
（4）實驗的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機械能守恒；
故答案為：（1）左；（2）0.49J，0.48J；（3）克服阻力做功使機械能損失；（4）在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，紙帶如何求解瞬時速度，理解重力勢能的減小量略大于動能的增加量的原因，同時注意實驗結(jié)論中，要有在誤差允許范圍．