Question

在验证机械能守恒定律的实验中，实验小组不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重力加速度g=10m/s²；重锤的质量为m=1kg，已知S₁=0.98cm，S₂=1.42cm，S₃=1.78cm，S₄=2.18cm，重锤从B点到C点重力势能变化量是

-0.142

J，动能变化量是

0.140

J．（结果保留三位有效数字） 实验过程中产生系统误差的主要原因是

存在空气阻力、打点计时器的阻力作用．

． 

Answer 1

分析：根据重力做功求出重力势能的变化量，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、C两点的瞬时速度，从而求出动能的变化量．

解答：解：B到C重力做正功，所以重力势能的变化量为△Ep=-mgs2=-10×1.42×10-2=-0.142J．
B点的瞬时速度vB=

xAC

2T

=

(0.98+1.42)×10-2

0.04

m/s=0.6m/s．
vC=

xBD

2T

=

(1.42+1.78)×10-2

0.04

m/s=0.8m/s．
则动能的变化量△EK=

1

2

m(vc2-vB2)=0.140J．
重力势能的减小量略大于动能的增加了，产生误差的原因是存在空气阻力、打点计时器的阻力作用．
故答案为：-0.142J　　　 0.140J　　　存在空气阻力、打点计时器的阻力作用．

点评：解决本题的关键知道重力势能变化量和动能变化量的求法，以及知道误差形成的原因．