题目内容

用落体验证机械能守恒定律的实验.若实验中所用重物的质量m=1kg,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图所示,O为起点,A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=
0.174
0.174
J.从开始下落到打B点的过程中,重物的重力势能减少量是
0.175
0.175
J(保留三位有效数字),由此得出的结论是:
误差允许的范围内,做自由落体运动的重锤的机械能守恒
误差允许的范围内,做自由落体运动的重锤的机械能守恒
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求出B点的速度,从而得出B点的动能,根据下降的高度求出物体重力势能的减小量,从而判断机械能是否守恒.
解答:解:B点的速度vB=
xAC
2T
=
0.0314-0.0078
0.04
=0.59m/s

则B点的动能EKB=
1
2
mvB2=
1
2
×1×0.592
=0.174J.
重物重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0179J=0.175J.
在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒
故答案为:0.174;0.175;误差允许的范围内,做自由落体运动的重锤的机械能守恒
点评:解决本题的关键掌握实验的原理,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度.
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