Question

12．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在電壓為6V、頻率為50Hz的交流電源上，自由下落的重物質(zhì)量為1kg，一條理想的紙帶的數(shù)據(jù)如圖所示，單位mm，g取10m/s²，O是打的第一個(gè)點(diǎn)，O、A之間有幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度 v_B=0.785m/s．
（2）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量△E_P=0.314J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△E_K=0.308J．
（3）造成△E_P和△E_K不相等的主要原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在摩擦阻力和空氣阻力．

Answer 1

分析 紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線(xiàn)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：（1）利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.049-0.0176}{2×0.02}$=0.785m/s
（2）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×10×0.0314J=0.314 J．
而動(dòng)能的增量，△E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.785）²=0.308 J．
（3）△E_p＞△E_K，造成△E_P和△E_K不相等的主要原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在摩擦阻力和空氣阻力．
故答案為：（1）0.785；
（2）0.314；0.308；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在摩擦阻力和空氣阻力．

點(diǎn)評(píng) 要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒，重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．