Question

17．在驗證機械能守恒定律的實驗中，已知打點計時器的頻率為50H_Z，測得當地重力加速度為9.8m/s²，測得所用重物的質量為2kg．實驗中得到點跡清晰的點，把所打的第一個點記作O，另外連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.96cm，70.15cm，77.73cm，85.70cm，根據以上數據可知，重物從O點運動到C點，重力勢能的減少量為7.62J，動能的增加量為7.56J，結果我們發(fā)現減少的重力勢能總是略大于物體增加的動能，損失的重力勢能將轉化為內能，但在能量轉化和轉移過程中總能量保持不變．（結果取3位有效數字）

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度，從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．

解答 解：重力勢能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.7773J=7.62J．
利用勻變速直線運動的推論得：
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能，其主要原因是紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．將部分重力勢能轉化內能；但總的能量保持不變．
故答案為：7.62，7.56，內能；保持不變．

點評 紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題，對于這類問題要熟練應用運動學規(guī)律和推論進行求解，計算過程中要注意單位的換算和有效數字的保留．