Question

10．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法：（保留三位小數(shù)，g取9.8m/s²）
（1）若實(shí)驗(yàn)中所使用的重物質(zhì)量為m=1kg，打點(diǎn)紙帶如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重物的動(dòng)能為E_K=0.171．從開始下落到B點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能件小量△E_P=0.172，△E_P＞E_K的原因是：阻力的作用．
（2）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落的距離h，則以v²/2為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是下圖中的：C．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式求出$\frac{1}{2}$v²與h函數(shù)關(guān)系，即可明確圖象的性質(zhì)

解答 解：（1）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論v_B=$\frac{0.0312-0.0078}{2×0.02}$=0.585m/s，
重錘的動(dòng)能E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.171J
從開始下落至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.0176J=0.172J．
得出的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．，△E_P＞E_K的原因是阻力的作用．
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：$\frac{1}{2}$mv²=mgh，
即 $\frac{1}{2}$v²=gh，因此$\frac{1}{2}$v²為縱軸．以h為橫軸，畫出的圖象應(yīng)是一條過原點(diǎn)的傾斜的直線，直線斜率大小等于g．則C正確
故答案為（1）0.171J          0.172J或0.173J             阻力的作用                
（2）C

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題，利用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)注意從物理角度找出兩個(gè)物理變量的關(guān)系表達(dá)式