Question

14．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，當?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如上圖所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s），那么：
（1）紙帶的左（左、右）端與重物相連；
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=0.98m/s；
（3）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是E_p減=0.49 J，此過程中物體動能的增加量E_k增=0.48J；
（4）實驗的結論是在實驗誤差允許范圍內(nèi)，機械能守恒．

Answer 1

分析 紙帶隨重物一起做加速運動，根據(jù)紙帶上所打點之間的距離可以判斷物塊與紙帶的那端相連，紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值

解答 解：（1）物體做加速運動，由紙帶可知，紙帶上所打點之間的距離越來越大，這說明物體與紙帶的左端相連．
（2）利用勻變速直線運動的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2t}=\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}m/{s}^{2}$=0.98m/s
（3）重物由B點運動到C點時，重物的重力勢能的減少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
E_kB=$\frac{1}{2}{mv}_{B}^{2}$=0.48J
（4）在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的重力勢能的減少量等于動能的增加量，所以在實驗誤差范圍內(nèi)，機械能守恒．
故答案為：（1）左  （2）0.98  （3）0.49，0.48 （4）在實驗誤差允許范圍內(nèi)，機械能守恒．

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒