Question

【题目】在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2 ， 测得所用的重物质量为1.00kg．实验中得到的一条点迹清晰的纸带（如图所示），把第一个点记为O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．

（1）根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J，动能的增加量等于J（取三位有效数字）．
（2）根据以上数据，可知重物下落时的实际加速度a=m/s2 ， ag（填“大于”或“小于”），原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）7.62,7.56
（2）9.74,小于,纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力
【解析】解：（1）重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．

在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：

vc= =3.89m/s，

△Ek=EkC= mvC2= （3.89）2=7.56J（2）根据以上数据，mah=△Ek=7.56J

解得：a= ＜g，

其主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．

故答案为：（1）7.62，7.56，（2）9.74；小于；纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．

纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．