Question

14．圖甲為“驗證機械能守恒定律”的裝置圖，實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質量為1.00kg．
若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三個計時點A、B、C到第一個點的距離如圖乙所示，那么：

（1）紙帶的左端與重物相連；（填“左”或“右”）
（2）打點計時器打下點B時，物體的速度v_B=0.98m/s（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）從起點O到計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量△E_p=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48J；（g=9.8m/s²）（以上兩空均保留兩位有效數(shù)字）
（4）通過計算，△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因為下落過程中存在阻力做功；
（5）實驗的結論是在實驗誤差范圍內(nèi)，△E_P=△E_k，機械能守恒．

Answer 1

分析 書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）物體做加速運動，由紙帶可知，紙帶上所打點之間的距離越來越大，這說明物體與紙帶的左端相連．
（2）利用勻變速直線運動的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.0706-0.0314}{0.04}$=0.98m/s；
（3）重物由B點運動到C點時，重物的重力勢能的減少量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48J
（4）由上數(shù)據(jù)可知，△E_p＞△E_k，原因是下落時存在阻力做功；
（5）在實驗誤差范圍內(nèi)，△E_P=△E_k，機械能守恒．
故答案為：（1）P；（2）0.98；（3）0.49；0.48；（4）＞，下落時存在阻力做功；（5）在實驗誤差范圍內(nèi)，△E_P=△E_k，機械能守恒．

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒．