Question

15．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)周期為0.02s，自由下落的重物質(zhì)量為1.00kg，打出一條理想的紙帶，數(shù)據(jù)如圖所示，單位是cm，g取9.80m/s²，O、A之間有多個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出．
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，物體的速度 v_B=3.89m/s．
從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量△E_p=7.62J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增量△E_k=7.57J．（答案保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)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)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.8573-0.7018}{2×0.02}$=3.89m/s
重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.7776J=7.62 J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（3.89）²=7.57 J．
故答案為：3.89；7.62；7.57．

點(diǎn)評(píng) 要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和能量守恒，重物帶動(dòng)紙帶下落過(guò)程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢(shì)能減小除了轉(zhuǎn)化給了動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．