Question

在利用电磁打点计时器（所用电源频率为50Hz）“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.80m/s²，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为

8.00

J，重力势能的减少量为

8.25

J．（结果精确到小数点后两位）

（2）由于阻力的作用，导致加速度发生变化，利用该装置可以测量重锤下落的加速度a=

9.5

m/s²．

Answer 1

分析：（1）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C点的瞬时速度，从而得出C点的动能，知道重锤动能的增加量．根据重力做功求出重力势能的减小量．
（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，即△x=aT²求出重锤下落的加速度．

解答：解：（1）C点的速度等于AE段的平均速度，vC=

(15.24+16.76)×10-2

0.08

m/s=4m/s，则动能的增加量△Ek=

1

2

mvC2=

1

2

×1×16J=8.00J
重力势能的减小量△Ep=mgh=9.8×(68.97+15.24)×10-2=8.25J．
（2）根据△x=aT²得，a=

△x

T2

=

(16.76-15.24)×10-2

(0.04)2

m/s2=9.5m/s²．
故答案为：（1）8.00；8.25
（2）9.5

点评：解决本题的关键掌握动能变化量和重力势能的变化量的求法，能够灵活运用运动学推论进行求解．