题目内容

16.在验证机械能守恒定律的实验中,某同学利用图1中器材进行实验,正确的完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示.在实验数据处理中,某同学取A、B两点来验证,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2,测量结果记录在下面的表格中
项目x1(cm)A点速度(m/s)x2(cm)B点速度(m/s)AB两点间距离(cm)
数据3.920.9812.8050.00
①B点速度:vB=3.20m/s.
②若重物和夹子的总质量为0.6kg,那么在打A、B两点的过程中,动能增加量为2.78J,重力势能减少量为2.94J.(上述结果均保留3位有效数字)

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B点的速度,根据A、B的速度大小求出动能的增加量,结合下降的高度求出重力势能的减小量.

解答 解:①B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{2}}{2T}=\frac{0.128}{0.04}m/s=3.20m/s$,
②则A到B过程中,动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.6×(3.2{0}^{2}-0.9{8}^{2})=2.78J$,
重力势能的减小量△Ep=mgh=0.6×9.8×0.5J=2.94J.
故答案为:①3.20,②2.78,2.94

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.

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