Question

19．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，纸带上打出一系列的点，如图所示，O点为下落时的起始点，相邻计数点时间间隔为0.02s，长度单位为cm，取g=9.8m/s²．

（1）打点计时器打下计数点B时，重锤的速度v_B=0.97m/s（保留两位有效数字）．
（2）从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能的减少量△E_p=0.48J，动能的增加量△E_k=0.47J（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
（2）纸带法实验中，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和加速度，从而求出动能．

解答 解：（1）利用匀变速直线运动的推论
v_B=$\frac{（0.0702-0.0313）m}{2×0.02s}$=0.97m/s
（2）重力势能的减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0486J≈0.48J，
动能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1kg×（0.97m/s）²≈0.47J．
故答案为：（1）0.97；（2）0.48；0.47．

点评 要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．