Question

小李同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．小李同學(xué)選用實(shí)驗(yàn)中得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)記作O，另選連續(xù)3個(gè)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量點(diǎn)，且A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖2所示．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量等于

2.25

J，動(dòng)能的增加量等于

2.21

J（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：紙帶實(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．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．

解答：解：重力勢(shì)能減小量：△E_p=mgh=1.0×9.8×0.230J=2.25J；
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，該過(guò)程中的平均速度等于時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度，因此有：
vB=

xAC

2T

=

(27.35-18.95)cm

2×0.02s

=2.10m/s
△Ek=

1

2

m

v

2 B

=2.21J
故答案為：2.25，2.21．

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，要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．