Question

11．在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），单位cm，那么 
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度是：0.98m/s．
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量△E_p=0.491J，此过程中物体动能的增加量△E_k0.480J（g取9.8m/s²）
（3）通过计算，数值上△E_p=＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），这是因为阻力的存在，一部分重力势能转化为内能．
（4）实验的结论是在误差允许的范围内，重物的机械能守恒．．

Answer 1

分析 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出B点的速度，从而得出动能的增加量，结合下降的高度求出重力势能的减小量，从而验证机械能是否守恒．

解答 解：（1）B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=0.98m/s．
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量△E_p=mgh=1×9.8×5.01×10^-2J≈0.491J．
物体动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$J≈0.480J．
（3）通过计算，数值上△E_p＞△E_k，这是因为阻力的存在，一部分重力势能转化为内能．
（4）实验的结论是：在误差允许的范围内，重物的机械能守恒．
故答案为：（1）0.98m/s，（2）0.491J，0.480J，（3）＞，阻力的存在，一部分重力势能转化为内能（4）在误差允许的范围内，重物的机械能守恒．

点评 解决本题的关键知道验证机械能守恒的实验原理，掌握处理纸带的方法，通过平均速度求解瞬时速度，从而求解动能的变化量，通过下降高度求解重力势能的减小量．