Question

1．用落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1kg，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，打出的紙帶如圖所示，O為起點(diǎn)，A、B、C、D為相鄰的幾點(diǎn)，測(cè)的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm，查出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，則重物在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E_AB=0.174J．從開始下落到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量是0.175J（保留三位有效數(shù)字），由此得出的結(jié)論是：誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出B點(diǎn)的動(dòng)能，根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，從而得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

解答 解：B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（3.14-0.78）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=0.59m/s，則重物在B點(diǎn)的動(dòng)能${E}_{kB}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.5{9}^{2}$≈0.174J．
重力勢(shì)能的減小量$△{E}_{p}=mgh=1×9.8×1.79×1{0}^{-2}$J≈0.175J．
在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．
故答案為：0.174 J，0.175 J，誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量．