Question

15．在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中，得到了一条如图所示的纸带（打0点时，速度为零），纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置．当打点计时器打点5时，物体动能的表达式为E _k=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}）^{2}$，物体重力势能减少的表达式为E _p=mgs₅，实验中是通过比较E_k和E_p是否相等来验证机械能守恒定律的（设交流电周期为T）．

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求出计数点5的瞬时速度，从而得出动能的表达式，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置．
计数点5的瞬时速度${v}_{5}=\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}$，则动能的表达式${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{5}}^{2}$=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}）^{2}$，物体重力势能减小量E_p=mgs₅，实验中通过比较E _k和E _p是否相等来验证机械能守恒．
故答案为：位置，$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}）^{2}$，mgs₅，E _k和E _p是否相等．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据纸带下降的高度求解重力势能的减小量．