Question

11．在采用重錘自由下落驗證“機械能守恒定律”的實驗中：
已知所用重物的質(zhì)量為2kg；某同學打出一條紙帶如圖所示，圖中O是打出的第一個點，A、B、C是相鄰的三個計數(shù)點，已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度為g=9.80m/s²．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)（單位是cm）可知，OB段重力勢能的減少量為△E_P=2.43J；打B點時重物的瞬時速度為v_B=1.57m/s；從O到B過程中重物增加的動能為△E_k=2.46J；（所有結(jié)果保留兩位小數(shù)），△E_P小于△E_k（填大于、等于、小于）理由是：先釋放紙帶后接通電源

Answer 1

分析 根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，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打B點時重物的瞬時速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：OB段重力勢能的減小量△E_p=mgh=2×9.8×0.1242J≈2.43J；
B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1590-0.0961}{0.04}$m/s≈1.57m/s，則O到B過程中重物動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×1.5{7}^{2}≈2.46J$．
△E_p＜△E_k，原因可能是先釋放紙帶后接通電源．
故答案為：2.43，1.57，2.46，小于，先釋放紙帶后接通電源．

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．要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．