在驗證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗中，質(zhì)量為m=1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．在紙帶上選取五個連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D和E，如圖6所示．其中O為重錘開始下落時記錄的點(diǎn)，各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm．當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2．本實(shí)驗所用電源的頻率f=50Hz．（結(jié)果保留三位有數(shù)數(shù)字）

（1）打點(diǎn)計時器打下點(diǎn)B時，重錘下落的速度vB=
0.978
0.978
m/s，打點(diǎn)計時器打下點(diǎn)D時，重錘下落的速度vD=
1.36
1.36
m/s．
（2）從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過程中，重錘重力勢能減小量△EP=
0.460
0.460
J，重錘動能增加量△Ek=
0.447
0.447
J．
（3）在誤差允許范圍內(nèi)，通過比較
重力勢能減少和動能增加
重力勢能減少和動能增加
就可以驗證重錘下落過程中機(jī)械能守恒了．
分析：（1）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(diǎn)的速度和D點(diǎn)的速度．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)B點(diǎn)和D點(diǎn)的速度求出動能的增加量．
（3）通過比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，從而驗證機(jī)械能是否守恒．
解答：解：（1）B點(diǎn)的速度等于AC的平均速度，vB=
xAC
2T
=
(70.5-31.4)×10-3
2×0.02
m/s=0.978m/s．
D點(diǎn)的速度等于CE段的平均速度，vD=
xCE
2T
=
(124.8-70.5)×10-3
2×0.02
m/s=1.36m/s．
（2）重錘重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.8×(95.9-49.0)×10-3J=0.460J．
動能的增加量△Ek=
1
2
mvD2-
1
2
mvB2=
1
2
×1×1.362-
1
2
×1×0.9782≈0.447J．
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，通過比較重力勢能的減小和動能的增加就可以驗證重錘的機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）0.978；  1.36      
（2）0.460；   0.447      
（3）重力勢能減少和動能增加
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會通過紙帶求出瞬時速度的大小，從而得出動能的變化量．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

下列有關(guān)高中物理實(shí)驗的描述中，正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

電磁打點(diǎn)計時器是一種計時裝置，請根據(jù)以下電磁打點(diǎn)計時器的相關(guān)實(shí)驗回答下列問題：
在驗證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗中，質(zhì)量
m=lkg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為0.02s，長度單位為cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2：那么：
①紙帶的
左
左
端與重物相連（填“左”或“右”）．
②從起點(diǎn)O到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中，重力勢能的減小量為△EP=
0.47
0.47
J，物體動能的增加量AEk=
0.46
0.46
  J．（計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗中，把質(zhì)量為50g的鉤碼固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計時器，接通電源，松開紙帶，讓鉤碼自由下落，在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，用刻度尺測量起點(diǎn)O到各點(diǎn)的距離，并知道交流電源的頻率為50Hz，空氣阻力不可忽略．由上述數(shù)據(jù)，在此實(shí)驗中可以做到
BC
BC

A．測出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊木_值         B．計算出紙帶上某點(diǎn)對應(yīng)的鉤碼的動能
C．計算鉤碼在下落過程中受到的合外力    D．準(zhǔn)確地驗證機(jī)械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗中，打點(diǎn)計時器所用電源頻率為50Hz，若按實(shí)驗要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個點(diǎn)的距離如圖所示．
①紙帶的
左
左
（選填：左、右）端與重物相連．
②選擇紙帶時，要求打出的第1、2兩點(diǎn)間距約為2mm，其理由是重物的運(yùn)動可視為
自由落體運(yùn)動
自由落體運(yùn)動
運(yùn)動．
③打點(diǎn)計時器打下計數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度VB=
0.98m/s
0.98m/s
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗中，
（1）電磁打點(diǎn)計時器與電源相接，圖甲中接線正確的是
 
（填“A”或“B”）；
（2）已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，經(jīng)正確操作后獲得的一條紙帶如圖乙所示，x1、x2、x3…x7、x8為各個點(diǎn)跡的坐標(biāo)，請寫出從計數(shù)點(diǎn)C到計數(shù)點(diǎn)D兩點(diǎn)間對應(yīng)運(yùn)動過程中重錘m的動能變化量的表達(dá)式
 
，勢能變化量的表達(dá)式
 
；
（3）比較重錘m動能變化量和勢能變化量會得出什么結(jié)果？產(chǎn)生的原因是什么？
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