Question

17．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50H_Z，測得當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為2kg．實(shí)驗(yàn)中得到點(diǎn)跡清晰的點(diǎn)，把所打的第一個(gè)點(diǎn)記作O，另外連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)，A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.96cm，70.15cm，77.73cm，85.70cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，重物從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢能的減少量為7.62J，動(dòng)能的增加量為7.56J，結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)減少的重力勢能總是略大于物體增加的動(dòng)能，損失的重力勢能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中總能量保持不變．（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(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，從而求出動(dòng)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：重力勢能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.7773J=7.62J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$
△E_k=E_kC=$\frac{1}{2}$mv_C²=7.56J
重物減小的重力勢能總大于重物增加的動(dòng)能，其主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．將部分重力勢能轉(zhuǎn)化內(nèi)能；但總的能量保持不變．
故答案為：7.62，7.56，內(nèi)能；保持不變．

點(diǎn)評 紙帶問題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，對于這類問題要熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和推論進(jìn)行求解，計(jì)算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．