Question

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量 m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位是cm，g取9.8m/s²．求：
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度V_B=

0.972m/s

（2）從點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的減小量△E_P=

0.476J

，動(dòng)能的增加量△E_K=

0.473J

但實(shí)驗(yàn)中總存在誤差，其原因是

各種阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

．（取3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）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；
（2）根據(jù)速度大小可以求出動(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．由于紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力，重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量．

解答：解：（1）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大小：
vB=

sAC

2T

=0.972m/s
故答案為：0.972m/s．
（2）物體重力勢(shì)能減小量△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.476J
動(dòng)能的增加量△E_k=

1

2

m

v

2 B

=0.473J
由于紙帶通過(guò)時(shí)受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力，重力勢(shì)能有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以重力勢(shì)能的減小量明顯大于動(dòng)能的增加量．
故答案為：0.972m/s，0.476J，0.473，各種阻力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．