Question

20．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條合理的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖17所示，數(shù)值的單位是mm；圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，重物的質(zhì)量為1kg（當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²．均保留三位有效數(shù)字）

（1）重物從開始下落到計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能△E_pB=1.91J．
（2）重物下落到計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能△E_KB=_1.88J
（3）根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點(diǎn)的過程中，得到的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)重錘重力勢(shì)能減少等于動(dòng)能增加．

Answer 1

分析 該實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是在知道原理的情況下進(jìn)行驗(yàn)證，因此求出物體下落時(shí)重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等即可驗(yàn)證，但是由于存在誤差，物體下落時(shí)克服阻力做功，因此重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）重力勢(shì)能的減小量為：△E_P=mgh_OB=1×9.8×0.195=1.91J
（2）B點(diǎn)時(shí)的速度等于AC之間的平均速度：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{4T}$=$\frac{0.2805-0.1250}{4×0.02}$m/s=1.94m/s
重錘下落到B點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能為：E_kB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×1×1.94²J=1.88J
（3）根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘減小的重力勢(shì)能等于其動(dòng)能的增加．
故答案為：（1）1.91；（2）1.88；（3）在誤差允許范圍內(nèi)重錘重力勢(shì)能減少等于動(dòng)能增加．

點(diǎn)評(píng) 通過該題理解驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)原理，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，該題是考查基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的好題．