Question

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示（相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），長度單位cm，那么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=

0.98

m/s；從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能減少量是△E_p=

0.49

J，此過程中物體動(dòng)能的增加量△E_k=

0.48

J（g取9.8m/s²，所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字．）；通過計(jì)算，數(shù)值上△E_p

＞

△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因?yàn)?!--BA-->

紙帶和重錘運(yùn)動(dòng)過程中受阻力

；最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是

在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒

．

Answer 1

分析：利用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能定義進(jìn)一步求得動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況．
動(dòng)能的增加量：

1

2

mv²，重力勢(shì)能的減小量：mgh；由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動(dòng)能的增加量小于勢(shì)能的減小量．

解答：解：中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
v_B=

xAC

2T

=

(7.06-3.14)×10-2

2×0.02

=0.98m/s
△E_p=mgh=1×10×5.01×10^-2=0.49J
△E_k=

1

2

mvB2=

1

2

×1×0.98²=0.48J，
通過計(jì)算可以看出△E_P＞△E_K，這是因?yàn)榧垘Ш椭劐N運(yùn)動(dòng)過程中受阻力，
最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．
故答案為：0.98m/s，0.49J，0.48J，＞，紙帶和重錘運(yùn)動(dòng)過程中受阻力；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)分析實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，得出要探究的結(jié)論．