Question

15．某同學利用課本上“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置打出了一條圖1示的紙帶，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點（圖中未標出），測得相關計數(shù)點之間的實際距離如圖1所示．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，試回答以下問題：

（1）打圖1中D點時重物的速度v_D=3.56m/s（ 保留三位有效數(shù)字），并在圖2坐標紙上作出其v-t圖象．
（2）由上述圖象知，重物下落過程的加速度明顯小于當?shù)氐闹亓�加速度，表明重物下落過程中機械能減少（選填“增加”、“守恒”或“減少”），并分析形成這一結論的原因．

計數(shù)點	A	B	C	D	E
速度v/（m﹒s-1）	0.96	1.91	2.86		4.27

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�
根據(jù)v-t圖象求出物體下落的加速度，與當?shù)氐闹亓�加速度比較分析重物機械能的變化．

解答 解：（1）每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
v_D=$\frac{0.5722+0.8530}{4×0.1}$=3.56m/s
運用描點法作出v-t圖象．
（2）v-t圖象的斜率表示加速度，所以重物下落過程的加速度a=$\frac{4.5-0}{0.5-0}$=9m/s²，
當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，所以重物下落過程的加速度明顯小于當?shù)氐闹亓�加速度�?br />表明重物下落過程中機械能減少，形成這一結論的原因是空氣阻力或紙帶受到摩擦阻力．
故答案為：（1）3.56；   如右圖所示 
（2）明顯小于，減少，空氣阻力或紙帶受到摩擦阻力

點評 要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
由于紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力，重力勢能有相當一部分轉化給摩擦產(chǎn)生的內能，所以重力勢能的減小量明顯大于動能的增加量．