Question

（2011?遵義縣二模）（1）在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O，另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點．經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm．．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運(yùn)動到C點，重力勢能的減少量等于

7.62

 J，動能的增加量等于

7.56

J（取三位有效數(shù)字）．在實驗中發(fā)現(xiàn)，重物減小的重力勢能總大于重物增加的動能，其主要原因是

紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．

Answer 1

分析：紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點時紙帶運(yùn)動的瞬時速度．從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．

解答：解：重力勢能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_C=

xBD

tBD

△E_k=E_kC=

1

2

mv_C²=7.56J
重物減小的重力勢能總大于重物增加的動能，其主要原因是紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．
故答案為：7.62，7.56，紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．

點評：紙帶問題的處理時力學(xué)實驗中常見的問題，計算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．