Question

在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为m=0.5kg，所用电源的频率为50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带．纸带上打出的点如图所示（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为毫米），已知当地的重力加速度g=9.8m/s²．选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为△E_p=    J；重物动能的增加量为△E_k=    J；但实验中总存在△E_p    △E_k（填：小于、等于、大于）．（取3位有效数字）

Answer 1

【答案】分析：减少的重力势能为mgh，增加的动能为mv_D2-mv_B2，代入计算求解．
由于系统受到阻力的原因，所以减少的重力势能有一部分转化为内能，所以会出现减少的重力势能不等于增加的动能的情况．
解答：解：重物由B点运动到D点时，
重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=0.5×9.8×（0.3815-0.195）J=0.914J．
利用匀变速直线运动的推论
v_B==1.94m/s
E_kB=mv_B²=0.941 J
v_D==2.72m/s
E_kD=mv_D²=1.850 J
△E_k=E_kD-E_kB=0.909 J
由于系统受到阻力的原因，所实验中总存在△E_p 大于△E_k．
故答案为：0.914，0.909，大于．
点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
要注意单位的换算．要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．