Question

11．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示，數(shù)值的單位是mm，圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數(shù)點，設(shè)重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.8m/s²．（ 答案的數(shù)值或表達(dá)式的系數(shù)均取2位小數(shù)）

（1）重物從開始下落到計時器打B點時，減少的重力勢能△E_P減=1.91mJ．
（2）當(dāng)計時器打B點時，重物的速度v_B=1.94m/s．
（3）重物下落到計時器打B點時增加的動能△E_k增=1.88mJ．
（4）我們發(fā)現(xiàn)，△E_P減和△E_k增并不嚴(yán)格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是重物下落時受到阻力作用，重物要克服阻力做功而損失一部分機(jī)械能．

Answer 1

分析 紙帶法實驗中，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．

解答 解：（1）重力勢能減小量：△E_p=mgh=1×9.8×0.195J=1.91J；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2805-0.125}{2×0.04}$ cm/s=1.94m/s．
（3）動能的增加量為：△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-0=$\frac{1}{2}$×1×1.942=1.88J．
（4）我們發(fā)現(xiàn)，△E_P和△E_k并不嚴(yán)格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是重物下落時受到阻力作用，重物要克服阻力做功而損失一部分機(jī)械能．
故答案為：（（1）1.91m，（2）1.94，
（3）1.88m． （4）重物下落時受到阻力作用，重物要克服阻力做功而損失一部分機(jī)械能．

點評 該題主要考查了在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，如何應(yīng)用運(yùn)動學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實驗數(shù)據(jù)的能力，在平時訓(xùn)練中要加強(qiáng)基礎(chǔ)規(guī)律的綜合應(yīng)用．