Question

18．做《验证机械能守恒定律》的实验中，纸带上打出的点如图所示，若重物的质量为m千克，图中点P为打点计时器打出的第一个点，则从起点P到打下点B的过程中，重物的重力势能的减小量△E_P=0.49J，重物的动能的增加量△E_K=0.48J．（g=9.8m/s²，小数点后面保留两位）该同学这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是重物在下落中会受到空气阻力．

Answer 1

分析 由图可读出P到B点物体下落的高度，则可求得重力势能的减小量；由平均速度公式可求得B点的瞬时速度，则可求得B点的动能；比较两数据可得出结论．注意分析误差存在的原因．

解答 解：由题意可得物体由P到B的过程中，重物高度下降了△h=5.01cm=0.0501m，故重力势能的减小量△E_P=mg△h=1×9.8×0.0510J≈0.49J；
B点的速度等于AC段的平均速度，故V_B=$\frac{（7.06-3.14）}{0.04}×1{0}^{-2}$=0.98m/s；则动能的增加量△E_K=$\frac{1}{2}$mV_B²=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）²≈0.48J．
在重物在下落中会受到空气阻力，故增加的动能小于减小的重力势能；
故答案为：0.49；0.48；大于； 重物在下落中会受到空气阻力

点评 本题考查验证机械能守恒定律的实验，在本实验中应明确纸带的处理方法，同时还应注意实验因为阻力的存在，结论应说明是在误差允许的范围内得出的．