Question

小李同学用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g=9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg．小李同学选用实验中得到的一条点迹清晰的纸带，把运动的起始点记作O，另选连续3个点A、B、C作为测量点，且A、B、C各点到O点的距离如图2所示．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点过程中，重力势能的减少量等于

2.25

J，动能的增加量等于

2.21

J（结果保留3位有效数字）．

Answer 1

分析：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．

解答：解：重力势能减小量：△E_p=mgh=1.0×9.8×0.230J=2.25J；
匀变速直线运动中，该过程中的平均速度等于时间中点的瞬时速度，因此有：
vB=

xAC

2T

=

(27.35-18.95)cm

2×0.02s

=2.10m/s
△Ek=

1

2

m

v

2 B

=2.21J
故答案为：2.25，2.21．

点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，要注意单位的换算和有效数字的保留．