某同學(xué)在做“驗證機械能守恒定律”的實驗中, 采用重物自由下落的方法,得到一條點跡清晰的紙帶,實驗器材及打出的紙帶如圖所示。已知打點計時器打點周期為0.02s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2,測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。把紙帶中第一個點記作O(此時重物的速度為零),另選打點計時器連續(xù)打下的3個點A、B、C為計數(shù)點,經(jīng)測量A、B、C各點到O的距離分別為9.51cm、12.70cm、15.70cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算或分析重物由O點運動到B點的過程:(計算結(jié)果均取3位有效數(shù)字)

(1)重物的重力勢能減少量為                
(2)重物的動能增加量為                    ;
(3)這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)分析產(chǎn)生誤差可能的原因是                         。(至少寫出一條原因)
1)ΔEP =1.24J  (2)ΔEk=1.19J (3) 大于
(4)產(chǎn)生誤差的原因有很多,如:①重物下落受到阻力作用,必須克服摩擦力、空氣阻力等做功;②長度測量誤差。

分析:應(yīng)用重力做功與重力勢能的關(guān)系求重物的重力勢能的減少量,應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律,中間時刻的瞬時速度vB= ,再求B的動能,計算比較重物的重力勢能減少量與動能的增加,分析誤差產(chǎn)生原因.
解:(1)忽略阻力作用只受重力,根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得:△Ep=-mghOB=-1.00×9.80×0.1270=-1.24J,故重物的重力勢能減少量為1.24J
(2)由勻變速直線運動的規(guī)律,中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度,即vB==="3.175m/s"
△Ek=×1.00×3.1752="1.19J"
(3)比較重力勢能的減少量與動能的增加量:△EP=1.24J>△Ek=1.19J
(4)產(chǎn)生誤差可能的原因是:①重物下落受到阻力作用,必須克服摩擦力、空氣阻力等做功;②長度測量△Ek=1.19J誤差
答:(1)重物的重力勢能減少量為△EP=1.24J;
(2)重物的動能增加量為△Ek=1.19J;
(3)這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量 大于動能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)分析產(chǎn)生誤差可能的原因是. ①重物下落受到阻力作用,必須克服摩擦力、空氣阻力等做功;②長度測量△Ek=1.19J誤差.
練習(xí)冊系列答案
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D.物體的機械能增加2mgh

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