Question

20．在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=0.98m/s；
（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△E_P=0.49J，此过程中物体动能的增加量△E_k=0.48J；（g取9.8m/s²）
（3）通过计算，数值上△E_P＞△E_k，这是因为纸带和重錘运动过程中受阻力做功．

Answer 1

分析 利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．
动能的增加量：$\frac{1}{2}$mv²，重力势能的减小量：mgh；由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量．

解答 解：（1）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
v_B=$\frac{（7.06-3.14）×0.01}{2×0.02}$=0.98m/s
（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△E_p=mgh=1×10×5.01×10^-2=0.49J
此过程中物体动能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×1×0.98²=0.48J，
（3）通过计算可以看出△E_P＞△E_K，这是因为纸带和重錘运动过程中受阻力做功，
故答案为：（1）0.98m/s；（2）0.49J，0.48J；（3）纸带和重錘运动过程中受阻力做功

点评 正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发分析实验所测数据，得出要探究的结论．