Question

17．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带的数据如图所示，单位cm，g取9.8m/s²，O是打的第一个点，O、A之间有几个计数点没画出．

（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O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△E_P=0.49J，此过程中物体动能的增加量△E_K=0.48J．
（3）一般情况下物体动能的增加量小于重力势能的减少量（填“大于”、“等于”、“小于”）． 你认为，产生这种结果的一个可能原因是实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力．

Answer 1

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，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）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．
（2）从O到B的过程中，重力势能的减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J，此过程中动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$≈0.48J．
（3）一般情况下，动能的增加量小于重力势能的减小量，产生这一结果的原因可能是实验中存在摩擦阻力和空气阻力．
故答案为：（1）0.98，（2）0.49，0.48，（3）小于，实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力．

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．