Question

【題目】右圖所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機械能守恒定律．如圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，則（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（1）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v＝______m/s；

（2）在打下第“0”到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝______J；（取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝10 m/s2）

（3）若某同學(xué)作出v2－h(huán)圖象如圖所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝________m/s2.

Answer 1

【答案】（1）2.4 m/s；（2）ΔEk＝0.58 J；ΔEp＝0.60 J； （3）g＝9.7 m/s2。

【解析】

試題分析：（1）計數(shù)點5時的速度為v==2.4m/s；（2）在打下第“0”到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝mv2=×（50g+150g）×（2.4m/s）2=0.58J；系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝m2gh－m1gh=（150g－50g）×10N/kg×（38.40cm+21.60cm）=0.60J；（3）由機械能守恒定律可知，（m1+m2）v2=（m2－m1）gh，故g=2×=2×m/s2=9.7m/s2。