Question

12．在验证“机械能守恒定律”的实验中，某同学选择一条理想的纸带，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是连续打出的实际点．测得A、B、C、D到O点的距离如图所示，已知电火花打点计时器所接电源的频率为50Hz，当地的重力加速度为g=9.80m/s²，重物质量为0.5Kg．
（1）由O点运动到B点过程中，重物的重力势能的减少量E_P=1.37J，动能的增加量△E_K=1.35 J．（保留三位有效数字）
（2）实验结果表明，重物的重力势能的减少量总是略大于动能的增加量（填“大于”或“小于”），原因是：重力势能一部分转化成内能．

Answer 1

分析 根据下降的高度求出重力势能的减小量，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B点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）从O点到B点的过程中，重物重力势能的减小量为：
△E_p=mgh=0.5×9.8×0.28J≈1.37J．
B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.328-0.235}{0.04}m/s$≈2.325m/s，
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×2.32{5}^{2}$≈1.35J．
（2）实验结果表明，重物的重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，原因是由于阻力的存在，重力势能一部分转化成内能．
故答案为：（1）1.37，1.35，（2）大于，重力势能一部分转化成内能．

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