Question

17．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图（相邻两计数点时间间隔为0.02s），单位 cm，那么
（1）纸带的左端与重物相连（用纸带上的字母表示）
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能减少量△Ep=0.501J，此过程中重物动能的增加量△Ek=0.480J（g取10m/s²）；
（3）通过计算，数值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），这是因为实验中存在阻力，使得重力势能的减小量一部分转化为内能．

Answer 1

分析 （1）抓住相等时间内的位移的变化确定纸带哪一端与重物相连．
（2、3）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．从而进行比较，确定误差形成的原因．

解答 解：（1）重物拖着纸带做加速运动，相等时间内的位移越来越大，可知纸带的左端与重物相连．
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能减少量△Ep=mgh=1×10×5.01×10^-2J=0.501J，B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=0.98m/s，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$J=0.480J．
（3）通过计算可知，△E_p＞△E_k，这是因为实验中存在阻力，使得重力势能的减小量一部分转化为内能．
故答案为：（1）左，（2）0.501，0.480，（3）＞，实验中存在阻力，使得重力势能的减小量一部分转化为内能．

点评 纸带的处理在高中实验中用到多次，需要牢固的掌握．实验原理是比较减少的重力势能和增加的动能之间的关系，围绕实验原理记忆实验过程和出现误差的原因．